Предложена методика сравнения эффективности работы различных конструкций МГД-перемешивателей в машинах непрерывного литья круглых алюминиевых слитков.
Предложена конструкция МГД-перемешивателя с одним индуктором вращающегося поля и наклонными полюсами, но создающим, как тороидальное, так и полоидальное течение жидкого металла Перемешивание жидкого металла при получении круглых непрерывных алюминиевых слитков имеет большое значение.
Были рассчитаны электродинамические процессы и процессы массопереноса в жидком алюминии при работе МГД-перемешивателей, имеющие как трехфазные, так и двухфазные (Рис. 1) индукторы бегущего и вращающегося магнитного поля.
Рис. 1. МГД-перемешиватели: трехфазный -a, двухфазный -b и с. Перемешиватели a и b имеют индуктора бегущего и вращающегося поля. Перемешиватель с имеет один индуктор вращающегося поля но с наклонными сердечниками.
Предлагается сравнивать эффективность работы этих перемешивателей по распределению завихренности жидкого металла в его объеме (Рис. 2а) по величине средней удельной азимутальной компоненты завихренности электромагнитных сил, по среднему удельного значения вращательного момента этих сил, по средней в области фронта кристаллизации угловой скорости (Рис. 2b), по средней по объему плотности кинетической энергии полоидального течения (Рис. 2c), и уменьшению неоднородности распределения вносимой примеси у фронта кристаллизации (Рис. 2d).
Рис. 2. а- распределение завихренности скорости металла в объеме металла; b,c,d -зависимости завихренности металла, средней угловой скорости, средней плотности энергии и однородности распределение примеси в металле от времени соответственно.
Сравнение характеристик показало что трехфазный МГД-перемешиватель с индукторами бегущего и вращающегося поля наиболее эффективен в сравнении с рассмотренными.
Хрипченко С.Ю., Тонков Е.Ю., Борисов В.Г. Устройство для перемешивания электропроводных жидких сред, Патент РФ №2843372, в Госреестре изобретений с 14.07.2025
С.Ю. Хрипченко, Е.Ю. Тонков МГД-перемешиватели для машин непрерывного литья цилиндрических слитков Журнал технической физики, 2025, том 95, вып. 8, с.1489 – 1497
Khripchenko S.Yu., Tonkov E.Yu. Excitation of liquid metal flow in the warm top of a continuous casting machine crystallizer by a rotating magnetic field inductor with inclined poles // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. — 2025. — Vol. 89, supplement issue 1.