МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОГІДРОДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ВІДБИВНІЙ ПЕЧІ ДЛЯ АЛЮМІНІЮ З ЕЛЕКТРОВИХРОВОЮ КАМЕРОЮ ІЗ УРАХУВАННЯМ ДЕФОРМАЦІЇ ВІЛЬНОЇ ПОВЕРХНІ РІДКОГО МЕТАЛУ

Анотація

Представлено схему відбивної печі для плавки алюмінієвих відходів з циліндричною електровихровою камерою, в якій за допомогою дугового індуктора створено вихровий (обертальний) потік рідкого металу. Зазначена камера двома каналами з’єднана з плавильною ванною печі і виконує дві функції: перемішує розплавлений метал у ванні печі та занурює в розплав подрібнений металевий брухт для захисту металу від окислення з подальшим транспортуванням його в плавильну ванну. Для такої системи сформульовано математичну модель задля дослідження електромагнітних і гідродинамічних процесів в ній з урахуванням деформації вільної поверхні (меніску) рідкого металу. Модель складається із двох частин – систем диференціальних рівнянь, що описують зазначені процеси. Деформація вільної поверхні визначалася методом рухомої сітки. Дослідження проводилося для різних значень висоти металу у ванні печі, яке змінювалося від початкового значення 0,2 м до повної висоти ванни 0,5 м, що моделювало процес наплавлення металу в печі в процесі роботи. Розглянуто два варіанти розташування індуктора по висоті вихрової камери: один – у нижній її частині, а другий – по середині відносно висоти металу повністю наплавленої ванни печі. У результаті проведеного моделювання отримано розподіли швидкості рідкого металу у ванні печі та вихровій камері, визначено деформацію верхньої вільної поверхні металу в камері та середній рівень металу в ній відносно рівня металу в плавильній ванні. Для різного наповнення ванни печі визначено траєкторії руху рідкого металу в електровихровій камері. Бібл. 10, рис. 8.