Исследование влияния неравномерного бегущего магнитного поля на характер магнитогидродинамических явлений в жидких металлах

Проект направлен на исследование и совершенствование металургических электротехнологических установок, обеспечивающих высокое качество получаемого металла за счет перемешивания жидкой фазы кристаллизуемого слитка для измельчения зерна, равномерного роста кристаллов по оси слитка и равномерности распределения легирующих присадок. В основе данных установок лежит бесконтактное формирование усилий в расплаве посредством бегущего магниного поля, вызываемого токами линейного индуктора.В существующее время исследования воздействия бегущего магнитного поля на жидкий металл (перемешивателях) проводятся в основном в предположении, что магнитное поле образуется посредством трехфазной системы токов, фазовый сдвиг кратен 60 электрических градусов, а амплитуды каждой фазы равны. Однако, совместное исследование с лабораторией физической гидродинамики ИМСС УрО РАН показало, что взаимное влияние катушек индуктора приводит к искажению магниного поля и, в свою очередь, появлению дополнительных усилий в расплаве, вызывающих дополнительные течения. Лучшую сходимость показал подход, учитывающий изменение сдвига фаз и амплитуд из-за неравномерного распределения токов реального индуктора. Помимо конфигурации индуктора, подобный сдвиг может быть обеспечен искусственно, при помощи современных источников питания.Предполагается провести исследование влияния параметров источника питания индуктора (фазового сдвига и амплитуды токов) на разработанной численной модели, в результате получить зависимость характера течения в широком диапазоне характеристических чисел, описывающих магнитные и гидродинамические параметры установки. Данные зависимости особенно важны для случая перемешивателей кристаллизаторов, т.к. управление магнитным полем позволяет влиять на фронт кристаллизации, но исследование влияния фазы и амплитуды недостаточно проведены. На основе результатов проекта появится возможность улучшить эффективность процессов кристаллизации и распределения примеси в металлах при помощи металлургических электротехнологических установках.