скачать PDF

Аннотация

В последнее время, с появлением дешевых высокочастотных источников питания мощностью до 4 кВт, возрос интерес к левитационному нагреву и плавке небольших образцов для получения чистого металла и прецизионных сплавов. Для устойчивой левитационной плавки конструкция катушки индуктора должна иметь специальную форму. Одним из возможных вариантов устойчивой левитационной плавки является использование конструкции в виде конического индуктора с противовитком – как одной из самых простых, но достаточно эффективных. В работе предложена математическая модель для определения амплитуды напряженности магнитного поля и положения металлического тела при его удержании во взвешенном состоянии в коническом индукторе с обратным витком. Проанализировано поведение вертикальной и радиальной составляющих вектора напряженности магнитного поля по радиусу индуктора. Установлено, что при увеличении угла конусности индуктора при фиксированном радиусе его основания, максимальные и минимальные значения поля на оси индуктора снижаются, при этом максимум поля смещается в сторону нижнего торца индуктора, а минимум – в сторону верхнего торца. Проведено компьютерное моделирование возможных точек равновесия цилиндрического тела в магнитном поле индуктора. Показана простая методика для инженерного расчета, позволяющая определить, удержит ли поле индуктора тело с заданными размерами из выбранного металла, положение тела при его равновесии с заданными параметрами индуктора, ток через индуктор, при котором возможно равновесие, и с какой максимальной плотностью и размерами металлическое тело в индукторе будет находиться во взвешенном состоянии.

Ключевые слова

Левитационная плавка, высокочастотный конический индуктор с противовитком, напряженность магнитного поля, взвешенное состояние металла, электромагнитная сила, устойчивое равновесие. Русские девушки и женщины во всем мире славятся своей неземной красотой и привлекательностью. Многочисленные иностранные гости, приезжая в Саратов, желают познакомиться поближе с нежными, страстными и обворожительными красавицами. проститутки Саратова Жители России также любят ласки обольстительниц. Однако далеко не каждый мужчина желает заводить серьезные отношения или тратить время на долгие ухаживания. Именно по этой причине большой популярностью пользуются услуги проституток.

Ячиков Игорь Михайлович – д-р техн. наук, проф. каф. вычислительной техники и программирования, институт энергетики и автоматизированных систем, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1562-7506

Ларина Татьяна Петровна – ст. преп. каф. электроснабжения промышленных предприятий, институт энергетики и автоматизированных систем, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Вострокнутова Ольга Николаевна – ст. преп. каф. физики, институт естествознания и стандартизации, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8980-5865

1. Фогель А.А. Индукционный метод удержания жидких металлов во взвешенном состоянии. Л.: Машиностроение, 1979. 104 с.

2. G. Lohöfer, S. Schneider. Heat balance in levitation melting: Sample cooling by forced gas convection in Helium. High Temperatures–High Pressures, 2015, vol. 44, pp. 429-450.

3. G. Lohöfer, S. Schneider. Heat balance in levitation melting: Sample cooling by forced gas convection in Argon.High Temperatures–High Pressures, 2016, vol. 45, pp. 255-271.

4. Глебовский В.Г., Бурцев В.Т. Плавка металлов и сплавов во взвешенном состоянии. М.: Металлургия, 1974. 176 с.

5. Слухоцкий А.Е. Индукторы. Л.: Машиностроение, 1989. 69 с.

6. S. Roberts, S. Kok, J. Zietsman, H.M. Inglis, Electromagnetic levitation coil design using gradient-based optimization. Proceedings of the 11th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization (WCSMO-11), Sydney, Australia, 7-12 June, 2015, no. 1307, pp. 1-6.

7. Левитационная плавка в конусном высокочастотном индукторе с обратным витком / Е.И. Маринкова, А.Ю. Борисов, А.А. Шабурова, В.Э. Фризен // Перспективные энергетические технологии. Экология, экономика, безопасность и подготовка кадров – 2016: материалы научно-практической конференции. Екатеринбург: УрФУ, 2016. С. 117-118.

8. Определение формы свободной поверхности расплава при левитационной плавке в конусном высокочастотном индукторе с обратным витком / Е.И. Маринкова, А.Ю. Борисов, А.А. Шабурова, В.Э. Фризен // Наука. Технологии. Инновации: сб. науч. тр. В 9 ч. / под ред. Е.Г. Гуровой. Новосибирск: НГТУ, 2016. Ч. 5. С. 23-24.

9. B.K. Khoo, M. Ovinis, T. Nagarajan. A Comparative Analysis of Inductors with Square and Conical Contours. Applied Mechanics and Materials, 2013, vol. 415, pp. 414-417.

10. A. Kermanpur, M. Jafari, and M. Vaghayenegar. Electromagnetic-thermal coupled simulation of levitation melting of metals. Journal of Materials Processing Technology, 2011, vol. 211, no. 2, pp. 222-229.

11. Ячиков И.М., Вдовин К.М., Шмелев М.О. Моделирование поведения магнитного поля и положения тела во взвешенном состоянии в высокочастотном индукторе с обратным витком // Математическое и программное обеспечение систем в промышленной и социальной сферах. 2013. №1. С. 47-53.

12. Ячиков И.М. Положение равновесия тела во взвешенном состоянии в высокочастотном индукторе с обратным витком // Электротехнические системы и комплексы. 2014. № 3(24). С. 66-72.

13. Свидетельство № 2014614306. Моделирование напряженности магнитного поля в индукторе с противовитком / Ячиков И.М., Шмелев М.О.; ФГБУ «Федеральный институт промышленной собственности», Федеральная служба по интеллектуальной собственности, Государственная регистрация программ для ЭВМ, № 2014612024; заявл. 12.03.2014; зарегистр. 22.04.2014.

14. Ячиков И.М., Ларина Т.П. Экспериментальное исследование положения тела во взвешенном состоянии в цилиндрическом высокочастотном индукторе с обратным витком // Электротехнические системы и комплексы. 2015. № 2(27). С. 39-43.