电磁离心铸造过程中液态金属角速度分布数学模型

在对电磁离心工艺深入分析的基础上 ,建立了该工艺过程中液态金属角速度分布数学模型·并模拟了不同磁场强度下 ,液态金属角速度分布·结果表明 :在电磁离心铸造过程中 ,必须有合适的磁场强度·电磁离心铸造过程中液态金属角速度分布数学模型@邱以清 @王溪 @贾光霖 @高允彦     

电磁离心铸造液态金属运动规律的数学模型

对电磁离心铸造新工艺的原理、液态金属的受力特点和运动规律进行了深入分析，建立了该工艺条件下液态金属运动规律的数学模型，得出了不同性质的异相质点在离心力和电磁力交互作用下运动方向的判据。     

方锭电磁铸造过程中磁场三维分布的数值模拟

利用互感耦合电路模型，对方锭电磁铸造过程中磁场三维分布进行了数值模拟研究，为铸造工艺的改进和结晶器优化设计提供参考。     

离心铸造HP45NbTi炉管的对接焊接

分析了离心铸造HP45NbTi耐热合金的焊接性,采用NiR82镍基焊丝手工钨极氩弧焊打底、25-35Nb焊丝填充并盖面的焊接工艺,焊接了外径125 mm、壁厚11 mm的离心铸造HP45NbTi高温合金炉管对接接头,获得了常温和高温机械性能符合要求的焊接接头,同时观察了焊缝的微观组织,未发现任何焊接缺陷.     

焓式有限元法分析离心铸造凝固过程

应用有限元法直接离散热焓场，推导出一种伴有相态变化的轴对称问题焓式有限元求解公式。通过对离心铸造凝固过程分析证明了该方法的正确性。     

高温合金炉管离心铸造专用涂料研究

研究开发了具有优良工艺性能的高温合金炉管离心铸造专用涂料,与进口的ＫＯＴＥ２１３．１ 型离心铸造涂料进行了对比试验,结果表明：研制的专用涂料具有优良的工艺性能,各项技术性能指标达到或超过ＫＯＴＥ２１３．１ 涂料,可在喷涂条件下形成高质量的特种涂层,生产出可与进口炉管媲美的优质高温承压合金炉管．还对ＰＨ 涂层（表面具有均匀坑孔的特种涂层） 的形成机制进行了探讨,提出了高质量ＰＨ 涂层的结构模型与专用涂料的设计思想     

低频电磁铸造过程中温度场的形成机理

通过理论解析研究了电磁场引起铸造过程中温度场改变的原因,并通过在铸造过程中连续测温的方法进行了实验验证.结果表明,低频电磁铸造对温度场产生影响的主要原因是低频电磁场引起熔体强制对流.强制对流对熔体产生强烈的搅拌作用,促进了熔体内部的热交换,加强了熔体与结晶器壁(石墨环)以及熔体和固液界面的传热,使熔体温度场非常均匀,接近于同一温度.研究还发现,低频电磁铸造过程对浇注温度不敏感,改变浇注温度,结晶器内熔体温度变化不大.     

离心级联供料扰动过程中丰度分布的数值模拟

为了得到离心级联流体状态变化时同位素丰度分布情况,建立了丰度变化下的动态数学模型,与水力学数值模拟进行耦合,利用Q迭代算法求解了动态丰度方程。Xe分离数值模拟结果表明,该模型和算法可以有效求解离心级联动态丰度分布。在扰动幅度和持续时间都相同的情况下,丰度的变化与该组分在同位素中的位置、距离扰动级的位置、机器滞留量以及稳态下丰度的分布情况都密切相关。研究结果可供实际同位素生产中参数分析和调整时参考。     

一种用于离心压缩机转子稳定性控制的电磁阻尼器设计及应用

为提升转子稳定性,解决流程工业对高参数(高流量、高压比)压缩机的需求,针对密封力会降低系统稳定性的情况,在转子的解析模型中引入交叉刚度项,进行了转子失稳的理论分析,并指出了其失稳的机理和抑制失稳的方法;基于抑制失稳的机理,设计了反向交叉刚度控制和主动阻尼控制两种控制策略。设计了用于控制的电磁阻尼器,理论预测并实验标定了其电磁力性能参数。搭建了柔性转子稳定性控制的实验台,模拟制造干扰的交叉刚度力使得转子出现低频并进入濒临失稳状态;采用反向交叉刚度和主动阻尼的控制策略进行了稳定性控制实验,结果表明两种方法均能有效消除转子失稳时的分频振动响应。     

离心压缩机中带密封功能的电磁作动器性能仿真研究

主动控制是旋转机械振动控制的有效手段之一,然而如何在旋转机械上安装作动器则在实际中存在困难。本文结合离心压缩机平衡盘结构的特点、孔型阻尼密封的加工方式以及电磁轴承的结构,设计了一种带密封功能的电磁作动器。运用Ansys对该作动器进行电磁场分析,比较磁极上开密封孔和不开密封孔两种情况下电磁力的区别,分析开孔率、孔深度对电磁力的影响,并模拟了密封体中的损耗。研究结果表明,开孔后作动器中的电磁力小于不开孔情况下的电磁力;电磁力随开孔率的增大、孔深的加深而减小;密封体中的损耗对作动器总体损耗影响很小,且开孔后密封体中的损耗降低。     

电磁离心耐热管坯的实验研究

研究了电磁离心复合力场作用下获得的1Cr25Ni20Si2耐热管坯的凝固组织与力学性能·实验结果表明,在离心铸造过程中施加合适强度的稳恒磁场,1Cr25Ni20Si2耐热管坯的凝固组织得到明显改善,结果其冲击韧性和延伸率也相应地提高·但当磁感应强度B>0 04T后,再进一步加大磁感应强度,1Cr25Ni20Si2耐热管坯的力学性能又出现下降的趋势·通过分析得出,稳恒磁场与旋转熔体相互作用,产生电磁搅拌是耐热管凝固组织和力学性能改善的根本原因·     

电磁铸造中的磁场分布

用自制线圈探头测定了电磁铸造单锭和双锭系统冷态模型的磁场分布规律，并用互感耦合模型对磁场进行了数值计算。实验和计算结果表明：互感耦合模型是合理的，是理论分析磁场的１种有效方法。磁场除角部因叠加效应较高，在铸锭其他区域分布均匀。对于双锭系统，当两锭间的距离大于１５ｃｍ时，两锭间的相互影响可以忽略。     

电磁力场下初生富铁相在Al—Si熔体中的运动速度

采用物理模拟方法确定了Re=1-10的阻力系数经验公式，经理论分析建立了在电磁力场作用下Al-Si熔体中初生富铁相的运动方程，得出初生富铁相的运动速度随着电磁力（f)和初生富铁相的粒径的增加而增加，在电磁力场下，初生富铁相的运动速度与重力沉降速度比（ζ）随f增加而增加，当f=0.2MN/m2时，ζ=7-10.ζ     

恒稳磁场对注流制动效果的数学模拟

在连铸结晶器内对钢水流动状态进行制动的模拟装置上,利用测逮传感器测定了有、无恒稳磁场作用下液态金属的运动速度,并根据电磁流体力学理论,利用数值分析方法对制动前后的液态金属运动速度二维求解。     

线性电磁搅拌时金属运动规律的数学模型

依据行波磁场的特点,对自行设计的实验用线性搅拌器磁场力进行了较详细地分析和计算,进而建立了行波磁场作用下液态金属运动规律的二维数学模型,其结果与物理模拟的测试结果吻合较好。     

铝合金空心管坯电磁铸造中磁场分布的数值模拟

采用数值模拟的方法研究了铝合金空心管坯电磁铸造中磁场的分布规律·建立了包括水冷芯、外结晶器、铸锭及内/外两个线圈的二维轴对称有限元模型·通过求解磁矢势微分方程,确定了磁感应强度在空间的分布·计算结果表明:铸造过程中内外线圈相互作用,外线圈电流约为内线圈的一半时,磁感应强度分布比较均匀;线圈电流频率和相位是空心管坯电磁铸造中重要的工艺参数,适当增加频率,管的内表面侧磁感应强度明显增强;相位影响磁感应强度梯度的大小和方向·     

电渣重熔钢水离心浇铸用熔渣

有衬电渣炉炼制的钢水进行离心浇注的过程中，选定ＣａＯ─ＳｉＯ２─ＣａＦ２─Ｎａ２Ｏ─Ａｌ２Ｏ３─ＭｇＯ渣系，按给定渣系成分的熔渣进行带渣离心浇注试验．试验结果表明：新渣系未对浇注钢水产生任何污染，形成的渣皮非常均匀，厚度仅在１～２ｍｍ之间，有效地防止了表面裂纹和气孔的产生。     

电渣液态浇注空心钢锭的数值模拟

建立了电渣液态浇注空心钢锭体系三维准稳态数学模型,利用商业软件ANSYS与CFX进行顺序耦合求解,得到了电渣液态浇注空心钢锭过程的电场、磁场、温度场与流场.计算结果表明,由于采用了导电结晶器技术,渣池电位、焦耳热分布、磁场分布、流场分布与温度场分布等均有别于传统电渣重熔过程.渣池高温区位于外结晶器壁附近,远离渣金界面,最高温度为2 113 K.渣池流场存在两个漩涡,浮力为主要的驱动力,熔渣最大速度为0.068m.s-1.金属熔池呈浅平状,有利于提高空心钢锭的凝固质量.