УДК 621.74:537.84

РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОДНОФАЗНОГО ПЕРЕМЕШИВАТЕЛЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА

С помощью численного трехмерного моделирования электромагнитных и гидродинамических процессов выполнен расчетный анализ влияния конструктивных параметров на эффективность однофазного перемешивателя жидкого металла. Исследован перемешиватель с П-образным ферромагнитным сердечником и двумя катушками на стержнях при боковом расположении его относительно ванны отражательной печи для плавки алюминия. В качестве основного критерия эффективности принята усредненная по объему металла скорость его движения, отнесенная к корню квадратному от электромагнитной мощности перемешивателя. В соответствии с этим критерием найдены оптимальные значения длины и высоты сердечника, ширины его стержней, исследовано влияние на эффективность перемешивателя размеров поперечного сечения катушек. С целью предотвращения замешивания в расплав окисных пленок определены возможности уменьшения скорости металла на поверхности без значительного снижения эффективности перемешивателя. Библ. 5, рис. 7.
Ключевые слова: однофазный перемешиватель, жидкий металл, расчетный анализ, конструктивные параметры, критерий эффективности.

РОЗРАХУНКОВЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ КОНСТРУКТИВНИХ ПАРАМЕТРІВ НА ЕФЕКТИВНІСТЬ ОДНОФАЗНИХ ПЕРЕМІШУВАЧІВ РІДКОГО МЕТАЛУ

За допомогою чисельного тривимірного моделювання електромагнітних і гідродинамічних процесів виконано розрахунковий аналіз впливу конструктивних параметрів на ефективність однофазного перемішувача рідкого металу. Досліджено перемішувач з П-подібним феромагнітним осердям і двома котушками на стержнях при бічному його розміщенні відносно ванни відбивної печі для плавки алюмінію. Як основний критерій ефективності прийнято усереднену за об’ємом металу швидкість його руху, віднесену до кореня квадратного від електромагнітної потужності перемішувача. Згідно з цим критерієм знайдено оптимальні значення довжини і висоти осердя, ширини його стержнів, досліджено вплив на ефективність перемішувача розмірів поперечного перерізу котушок. З метою запобігання замішуванню в розплав окисних плівок визначено можливості зменшення швидкості металу на поверхні без значного зниження ефективності перемішувача. Бібл. 5, рис. 7.
Ключові слова: однофазний перемішувач, рідкий метал, розрахунковий аналіз, конструктивні параметри, критерій ефективності.

COMPUTATIONAL RESEARCH OF INFLUENCE OF CONSTRUCTIVE PARAMETERS OF THE EFFICIENCY OF SINGLE-PHASE LIQUID METAL STIRRER

Computational analysis of the influence structural parameters on the efficiency of single-phase liquid metal stirrer was performed by numerical simulation of 3D electromagnetic and hydrodynamic processes. Stirrer with П-shaped ferromagnetic core and two coils on the rods in case of its side location concerning to the bath of reverberatory furnace for melting of aluminum. As the main criteria of effectiveness was accepted averaged over the volume of the metal velocity of its movement referred to the square root of the power of an electromagnetic stirrer. According to this criteria the optimal values of the core length and height, the width of its cores were found, the effect on the efficiency of cross-sectional dimensions stirrer coils was studied. In order to prevent mixing of the oxide films into alloy were determined the possibility of reducing the velocity of the metal on the surface without a significant reduction in the effectiveness stirrer. References 5, figures 7.
Key words: single-phase stirrer, liquid metal, computational analysis, structural parameters, criteria of effectiveness.