Tytuł pozycji:
Modelowanie matematyczne procesów cieplno-przepływowych w próżniowym piecu indukcyjnym z zimnym tyglem
Próżniowe piece indukcyjne umożliwiają wytop metali o wysokich temperaturach topnienia takich jak tytan i jego stopy. Dzięki zastosowaniu próżni końcowy produkt charakteryzuje się wysoką czystością. Zbadanie zjawisk zachodzących w indukcyjnych piecach poróżnionych jest istotne z punktu widzenia ich sterowania i optymalizacji. W tym celu stosuje się metody pomiarowe oraz metody numeryczne. W przedstawionej pracy zastosowano podejście mieszane porównując wyniki uzyskane modelem matematycznym z wynikami eksperymentalnymi. Model matematyczny został zdefiniowany osobno dla pola elektromagnetycznego oraz cieplno-przepływowego. Informacje pomiędzy modelami byty wymieniane w obu kierunkach poprzez zastosowanie własnego kodu źródłowego. Zaproponowany model matematyczny umożliwił wyznaczenie temperatury wewnątrz ciekłego metalu, strat ciepła do otoczenia, kształtu powierzchni swobodnej oraz efektywności oczyszczania metalu z zanieczyszczeń. Walidacja modelu przeprowadzona w oparciu o pomiary kamerą termowizyjną, kamerą szybką oraz analizę chemiczną wykazała wysoką zgodność.
The principal aim of the proposed research is the development of a validated mathematical model of coupled processes taking place during metal melting in induction furnaces with cold crucibles. The mathematical description of process in the furnace should encompass sub-models of all its constituent phenomena. To accomplish this, the developed algorithm will account for mutual interactions of electromagnetic and thermofluid fields. The most important question here is the evaluation of the complex shape of the free surface of the liquid metal, flow pattern in the melt, heat transfer, transport of components in the liquid metal, their evaporation from the metal surface and further transport in the inert or protective atmosphere over the crucible.
Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).
