МОДЕЛЮВАННЯ НАГРІВАННЯ МЕТАЛЕВОГО РОЗПЛАВУ У ВІДБИВНІЙ ПЕЧІ ПРИ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОМУ ПЕРЕМІШУВАННІ

Анотація

Виконано мультифізичне числове тривимірне моделювання та дослідження нестаціонарного нагрівання розплаву в ванні відбивної печі при його електромагнітному перемішуванні за допомогою комбінованого індуктора, який спроможний при багатофазному чи однофазному живленні окремо створювати відповідно біжуче або пульсуюче магнітні поля. Електромагнітні, гідродинамічні та теплові процеси розглядалися як слабкозв'язані, що дозволило розв'язувати такі задачі послідовно. Електромагнітна задача розраховувалася відносно векторного магнітного та скалярного електричного потенціалів, в результаті чого отримано розподіл об’ємних електромагнітних сил, які зумовлюють рух рідкого металу. Розрахунок нестаціонарного руху рідкого металу в ванні печі здійснювався шляхом розв'язання нелінійних рівнянь Нав'є-Стокса з використанням k-ε моделі турбулентності. Розподіл температури металу у ванні печі в процесі його нагрівання знаходився з врахуванням поля швидкостей, що були отримані при визначенні руху рідкого металу. Аналіз отриманих таким чином даних показав, що суттєво зменшити перегрівання металу на поверхні можна шляхом розміщення комбінованого перемішувача нижче його симетричного положення по висоті металу та використання почергової дії біжучого і пульсуючого магнітних полів з періодом перемикання, який приблизно дорівнює тривалості перехідного гідродинамічного процесу. Бібл. 9, рис. 5, табл. 2.