Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu về Chuyển giao Nhiệt và Dòng Magnetohydrodynamic trong Lò Nấu Chảy Điện với Điện cực Rung
Tóm tắt
Một mô hình toán học ba chiều (3D) tạm thời kết hợp đã được phát triển để hiểu tác động của một điện cực rung lên trường điện từ, dòng hai pha và nhiệt độ cũng như sự đông đặc trong quá trình nấu chảy điện (ESR). Với mô hình magnetohydrodynamic, nhiệt Joule và lực Lorentz, là các nguồn trong phương trình năng lượng và động lượng, được tính toán lại tại mỗi lần lặp như một chức năng của phân bố pha. Ảnh hưởng của điện cực rung lên sự hình thành giọt kim loại được thể hiện qua phương pháp thể tích chất lỏng. Thêm vào đó, sự đông đặc của kim loại được mô phỏng bằng một kỹ thuật dựa trên enthalpy, trong đó vùng nhão được coi là một môi trường xốp với độ xốp bằng với tỷ lệ chất lỏng. Công trình hiện tại là nỗ lực đầu tiên để nghiên cứu công nghệ đổi mới của quá trình ESR với điện cực rung qua một mô hình toàn diện 3D tạm thời. Một sự phù hợp hợp lý giữa thí nghiệm và mô phỏng đã được đạt được. Kết quả cho thấy toàn bộ quá trình được trình bày như một hoạt động chu kỳ. Khi các giọt kim loại rơi từ đầu điện cực, thành phần vận tốc ngang sẽ tạo ra sự rung động cho điện cực. Điều này sẽ dẫn đến sự biến đổi phân bố của trường dòng trong lớp xỉ. Sự biến đổi của phân bố nhiệt độ xảy ra thường xuyên và có chu kỳ, đồng hành với hành vi của các giọt kim loại rơi. Với việc giảm tần suất rung và biên độ, vận tốc tương đối của điện cực và xỉ nóng chảy tăng theo tương ứng. Đường kính của các giọt kim loại nóng chảy, nhiệt độ tối đa và độ sâu của pool nóng chảy dần dần nhỏ hơn, thấp hơn và cạn hơn.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
B. Kalandyk and W. Wojtal, Arch. Metall. Mater. 58, 779 (2013).
A. Ludwig, A. Kharicha, and M. Wu, Metall. Metall. Mater. Trans. B 45B, 36 (2014).
B. Hernandez-Morales and A. Mitchell, Ironmak. Steelmak. 26, 423 (1999).
K. Kajikawa, S. Ganesh, K. Kimura, H. Kudo, T. Nakamura, Y. Tanaka, R. Schwant, F. Gatazka, and Y. Ling, Ironmak. Steelmak. 34, 216 (2007).
M. Choudhary and J. Szekely, Metall. Mater. Trans. B 12B, 418 (1981).
K. Miyazawa, T. Fukaya, S. Asai, I. Muchi, M. Choudhary, and J. Szekely, Trans. ISIJ 25, 386 (1985).
M. Choudhary, J. Szekely, B.I. Medovar, and Y.G. Emelyanenko, Metall. Mater. Trans. B 13B, 35 (1982).
A. Mitchell and B. Hernandez-Morales, Metall. Mater. Trans. B 21B, 723 (1990).
F. Wang, Y.C. Lou, R. Chen, Z.W. Song, and B.K. Li, China Foundry 12, 285 (2015).
S. Iijima, Y. Kondo, and T. Saito, Tetsu-to-Hagane 67, S645 (1978).
B. Li and F. Wang, in Paper presented at the 6th International Symposium on Electromagnetic Processing of Materials, Dresden, 2009, pp. 607–615.
V. Weber, A. Jardy, B. Dussoubs, D. Ablitzer, S. Rybéron, V. Schmitt, S. Hans, and H. Poisson, Metall. Mater. Trans. B 40B, 271 (2009).
A. Jardy, D. Ablitzer, and J.F. Wadier, Metall. Mater. Trans. B 22B, 111 (1991).
K.M. Kelkar, S.V. Patanker, A.Mitchell, in Paper presented at Proceedings of the 2005 International Symposium on Liquid Metal Processing and Casting, Santa Fe, UM, 2005, pp. 137–144.
M. Choudhary, J. Szekely, and T.I. Min, Metall. C. 90, 164 (1981).
M. Choudhary and J. Szekely, Ironmak. Steelmak. 8, 225 (1981).
A.H. Dilawari and J. Szekely, Ironmak. Steelmak. 4, 308 (1977).
Q. Wang, L. Gosselin, and B.K. Li, ISIJ Int. 54, 2821 (2014).
B.K. Li, B. Wang, and F. Tsukihashi, Metall. Mater. Trans. B 45B, 1122 (2014).
A.H. Dilawari and J. Szekely, Metall. Mater. Trans. B 9B, 77 (1978).
J. Yanke and M. Krane, in Paper presented at Proceedings of the 2013 International Symposium on Liquid Metal Processing and Casting, Austin, TX, 2013, pp. 71–78.
A.H. Dilawari and J. Szekely, Metall. Mater. Trans. B 8B, 227 (1977).
C.W. Hirt and B.D. Nichols, J. Comput. Phys. 39, 201 (1981).
M. Meier, G. Yadigaroglu, and B.L. Smith, Eur. J. Mech. B 21, 61 (2002).
A. Kharicha, A. Ludwig, and M. Wu, Mater. Sci. Eng. A 413, 29 (2005).
A. Kharicha, W. Schützenhöfer, A. Ludwig, G. Reiter, and M. Wu, Steel Res. Int. 79, 632 (2008).
A.D. Patel, in Paper presented at Proceedings of the 2007 International Symposium on Liquid Metal Processing and Casting, Nancy, France, 2007, pp. 95–105.
A. Kharicha, A. Ludwig, and M. Wu, in Paper presented at Proceedings of the 2011 International Symposium on Liquid Metal Processing and Casting, Nancy, France, 2011, pp. 113–119.
Q. Wang, R.J. Zhao, M. Fafard, and B.K. Li, Appl. Therm. Eng. 80, 178 (2015).