炉底电极形式对直流电弧炉内熔体中电磁场的影响

通过解析直流电板炉条件下的麦克斯韦等方程，研究了炉底电极形式对直流电弧炉内熔体中电磁现象的影响，结果表明，炉内熔体中的电流，电磁场及电磁力的分布强烈地依赖于炉底电极的形式。小直径导电炉底电极时，顶，底电极附近钢水中的电流，电磁场和电磁力较强，且受力方向相反；大直径炉底电极时，只有顶电极附近的钢水中的电流，电磁场和电磁力较强，且该区域受力方向向下。     

利用交变磁场分离空心圆柱状金属熔体中非金属夹杂的理论研究

对空心圆柱熔体中非金属夹杂的电磁分离过程进行了动力学分析 ,通过解析法计算得出了无量纲数 r1 /δ、磁感应强度 Be、电磁力作用时间 t和颗粒粒径 dp 等与夹杂分离效率 η的关系 .结果表明 ,采用空心圆柱形状 ,可以使实心圆柱熔体大部分区域受力较弱的情况得到改善 ,提高分离效率 ;取频率 f=10～ 15 k Hz、r1 / δ=1.5～ 2时 ,可获得最大电磁分离效率 ;对粒径小于 5μm的夹杂颗粒 ,电磁分离作用不显著 ;磁感应强度和电磁力作用时间的最佳取值范围是 t>5 s、Be>0 .1T.     

电磁力驱动载流金属熔体内剪应力的差分方法

依据差分方法将电磁流体控制方程及牛顿粘性方程离散化，得到差分方程，计算了在电磁力作用下方形铸模腔内载流金属熔体的剪应力，计算分析了电磁力对载流熔体流动的作用，讨论了不同励磁电流、频率对熔体剪应力的影响和电磁力作用与熔体内剪应力的相互关系。     

行波磁场对板坯连铸结晶器内钢水流态的影响

针对板坯连铸过程中, 结晶器内钢水在行波磁场(电磁搅拌)作用下的流动行为, 采用水银作为模拟工质进行模型实验, 并结合基于流场雷诺应力模型的数值模拟, 分析钢水的流动规律及其对连铸工艺的影响. 研究结果显示, 施加行波磁场(电磁搅拌)时, 结晶器内钢水注流的对称性发生了改变, 进流被电磁力推向一侧, 在结晶器内形成全区域的水平环流, 破坏了通常钢水注流所呈现的规律性上下环流; 在结晶器上部近液面区域内, 水口两侧的环流分别被压缩到靠近水口或窄面的位置, 从而使结晶器内流场趋于紊乱的三维流态; 同时, 液面波动幅度增大, 在钢水注流与电磁力反向的一侧, 液面波动更加剧烈.     

基于巴西圆盘数值试验的砂岩破裂过程分析

在PFC2D平台下设计了均质、含0.2 mm矿物颗粒和含0.2 mm孔隙砂岩的数值巴西圆盘试验。在试件左、右、中间、上部和下部设定了5个半径为5 mm的分析球。分别分析了试件加载过程中的x、y方向应力值。分析发现矿物颗粒的存在极大地增强了砂岩的力学行为,内部分析点x方向应力均高出其他情况x方向应力1～2个数量级,y方向应力则在同一个数量级上增加1～2倍。孔隙的存在弱化了砂岩力学行为,x、y方向应力均在同一数量级上减小1～2倍。说明外部监测到的应力变化与材料内部应力的变化情况有很大差异,这是物质约束与边界约束的不同造成的。     

熔盐电解制取镧-镍合金的研究

用循环伏安法和电沉积后断电的电位-时间曲线对750℃和850℃下LaCl_3-NaCl-KCl熔体中镍电极的电化学行为进行了研究,获知镍电极还原过程中生成多个镧和镍的金属间化合物和析出金属镧。实验表明,用镍阴极电解LaCl_3-NaCl-KCl熔体,电解较适宜的条件是温度为850℃,电流密度为10Acm~(-2)附近,熔体中含LaCl_3在30wt%左右。     

激光作用下合金熔池内的熔体流动

从力学角度研究了激光合金化过程中的熔体流动。研究表明激光合金化熔体的流动受控于熔池表面的表面张力梯度的作用和来自熔池水平方向的温差所致的浮力作用。这两个力的作用区域合在合金化溶是有差异的。激光合金化的Ｂｏｎｄ无因次量的分析说明上述两个作用力的强度在同一数量级内，在一定条件下，两者几乎相当。     

高频磁场下熔体夹杂迁移行为的研究

本文研究了高频磁场中熔体夹杂的迁移行为,利用感应线圈产生的高频磁场,选取Al-2%Fe、Al-5%Fe合金中的产生的富铁相作为研究对象。颗粒与熔体之间的导电率存在很大的差异,当外加磁场时,产生的电磁力作用于熔体,固相颗粒将向分离器外壁面迁移而除去。通过加入变质剂Mn元素研究其对富铁相形貌的影响,研究表明:在Mn/Fe的摩尔比为1.4～1.5时,针状的富铁相变成了块状或汉字状,减小富铁相再熔体中迁移受到的阻力,使之更利于在熔体中迁移,并进一步探讨了电磁分离过程中各工艺参数对夹杂颗粒迁移行为和实际分离效率的影响。     

电解工艺对NiFe2O4基金属陶瓷阳极耐腐蚀性能的影响

研究了5%Ni-NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极在冰晶石-氧化铝熔体中的腐蚀行为及电解参数对腐蚀率的影响.研究结果表明:当Al2O3质量分数大于5%或接近饱和时,电极腐蚀率较低;当Al2O3质量分数小于2%时,电极腐蚀加快;当在冰晶石熔体中不加Al2O3时,会发生灾变腐蚀;当分子比为2.2～2.4,电解温度为960℃时,腐蚀率较低;溶解的铝和高电流密度对惰性阳极的正常工作不利,电流密度适当时有利于降低阳极的腐蚀率;导致惰性阳极腐蚀的主要原因有铝热还原,碳化铝的溶解及电沉积、陶瓷基体的氟化反应.     

炼砒遗址土壤及植物总砷分布的特征

在炼砒遗址的河流两岸，土壤受砷污染严重，含砷量比一般土壤高１～２个数量级。该区域的植物含砷量也比其它地区高。但砷在土壤中的分布和在植物各部位的分布仍然是有规律的。     

大圆坯连铸结晶器电磁偏心搅拌的数值模拟

建立了描述大圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程电磁场的三维数学模型,并采用实测数据对模型的准确性进行了验证.研究了不同搅拌电流强度和频率下,磁感应强度与电磁力的变化规律,并重点分析了偏心搅拌下磁感应强度和电磁力的分布特点.结果表明:磁感应强度和电磁力均随搅拌电流强度的增大而增强;随着搅拌电流频率的增大,磁感应强度逐渐减弱,而电磁力先增强后减弱,并在2.5 Hz时达到最大值;偏心搅拌时,电磁力在铸坯横截面上仍呈周向分布,但电磁力和磁感应强度的大小都出现了不对称分布,在靠外弧的一侧更大.     

短路过渡熔滴上的动态力平衡及其稳定性分析

通过分析短路过渡燃弧期液态熔滴上所受表面张力、电磁力、重力的轴向分力变化,从理论上研究短路过渡过程中燃弧期液态熔滴所受力的动态平衡问题,并进一步讨论其对短路过渡稳定性的影响.结果表明:在熔滴增大过程中,熔滴所受轴向合力的支撑作用由大变小,而脱离作用不断增加;随着弧根的上移支撑作用减小,脱离作用加剧;随着燃弧期焊接电流减小,液态熔滴所受电磁力的轴向支撑作用削弱.     

焊接电弧中电磁力的分析

在电焊过程中,焊接电弧中产生的电磁力对焊缝的熔深,熔池的搅拌,熔滴过渡以及焊缝成形等都有直接影响。本文分析了电弧中电磁力对焊接过程中熔滴过渡的影响,并且讨论了:(1) 圆柱形固态焊条内电磁力;(2) 球形液态熔滴内电磁力在几种情况下对熔滴向熔池过渡的影响;(3) 圆台体气态电弧内电磁压力的作用。     

大电流母线桥三维涡流场的有限元分析

应用大型有限元分析软件ANSYS,采用棱边有限元方法,对大电流母线桥进行了三维涡流场的计算,得到了磁感应强度和电磁力的大小及其在母线桥中的分布规律;通过与母线桥正常运行时的实测数据对比,验证了计算模型的有效性和计算结果的可靠性,并在此基础上研究了不同工作电流、母线相间距离对磁感应强度和电磁力的影响．仿真结果表明：磁感应强度和电磁力随着工作电流的增大而增大;减小母线相间距离使得各相母线间的电磁力增大,而箱体上的电磁力减小．     

Comprehensive model for a slag bath in electroslag remelting process with a current-conductive mould

A mathematical model was developed to describe the interaction of multiple physical fields in a slag bath during electroslag remelting (ESR) process with a current-conductive mould. The distributions of current density, magnetic induction intensity, electromagnetic force, Joule heating, fluid flow and temperature were simulated. The model was verified by temperature measurements during remelting 12CrMoVG steel with a slag of 50wt%-70wt% CaF₂, 20wt%-30wt% CaO, 10wt%-20wt% Al₂O₃, and ≤ 10wt% SiO₂ in a 600 mm diameter current-conductive mould. There is a good agreement between the calculated temperature results and the measured data in the slag bath. The calculated results show that the maximum values of current density, electromagnetic force and Joule heating are in the region between the corner electrodes and the conductivity element. The characteristics of current density distribution, magnetic induction intensity, electromagnetic force, Joule heating, velocity patterns and temperature profiles in the slag bath during ESR process with current-conductive mould were analyzed.     

基于COMSOL多物理场仿真的短路工况下变压器轴向电磁力的计算

过大的短路电磁力会影响变压器的安全运行及电网的稳定性。为了计算研究短路条件下变压器绕组的轴向电磁力,建立了110 kV/38.5 kV/10.5 kV的变压器“磁场-电路”耦合模型,使用COMSOL Multiphysics软件对三相高压对中压绕组短路工况下的变压器进行了仿真,并得到了铁心磁密和内部辐向漏磁磁密的分布、B相高压中压绕组所受的轴向电磁力以及在不同电流载荷下绕组所受轴向电磁力的变化规律。结果表明,变压器内部辐向漏磁磁密主要集中在绕组端部,峰值可达0.03 T,绕组中间位置,辐向漏磁磁密为0。绕组所受轴向电磁力的频率主要为50 Hz和100 Hz,且随着短路时间的增加,其二倍频特性更加明显。随着短路励磁电流增加,绕组受到的轴向电磁力也会增大,且轴向电磁力增幅等于电流增幅的平方。     

喷流式感应体熔沟内金属熔体流动数值仿真

基于电磁流体力学和电磁感应现象,对喷流式感应体熔沟内金属熔体的电磁场和流场进行数值模拟,并进行试验验证.结果表明,在熔沟旋转磁场作用下,金属熔体存在沿熔沟轴线的流动及熔沟进出口处二次环流;金属熔体表面磁感应强度与电流频率成反比,与输入电压成正比;金属熔体所受到电磁力最大值与磁感应强度的平方成正比,与频率成反比;金属熔体沿熔沟轴线流动的平均流速与磁感应强度成正比,与金属熔体密度平方根成反比.     

DC─EAF熔池电磁搅拌与传热的数值计算

本研究应用Ｓｐａｌｄｉｎｇ数值计算方法，移植顶吹转炉成功的数模与计算软件，加入电磁场洛仑兹力，在理论分析的基础上研制了３０ｔ底电极直流电弧炉熔池电磁流场温度场数学模型，开发了计算软件，计算了流场、温度场。     

DC－EAF熔池电磁场的数值模拟

建立了３０ｔ底电极直流电弧炉熔池电磁场的数学模型，开发研制了通用计算软件，研究了不同工况下磁场强度、电流密度、洛仑兹力的分布规律。