Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 32

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
The levitation melting has a potentially wide range of applications, especially in the processing of reactive metals whose contact with the crucible material causes their contamination and damage to the crucible itself. Despite its advantages, levitation melting, already proposed in the 1920s, has not yet found significant use in industrial conditions. This is due to the nature of the electromagnetic field used in previously developed devices. The disappearance of this field in the system axis causes overcoming, in the case of larger charges, surface tension forces and metal leakage from the device. The article contains a comparative analysis of a conventional solution and a newly developed levitation melting device, whose completely different design eliminates the previous weight limit of the charge.
PL
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.
EN
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.
EN
This article discusses a new model of the centrifugal casting process which uses the full Eulerian approach to modelling composite suspension dynamics. The proposed model, in contrast to models based on the Lagrangian approach, allows one to consider such important phenomena as the presence of maximum packing of reinforcing particles, or the change in viscosity suspension caused by changes in the reinforcement volume fraction. These phenomena are essential for the final result of the composite casting process. The paper presents the results of numerical experiments using the developed model. Simulation of the casting process of the AlSi7MgSr (AK7) aluminium alloy with silicon carbide and graphite was performed. The results showed that the developed model of the centrifugal casting process enables one to recognize the phenomena that are impossible to capture by measurement techniques available today.
PL
Omówiono nowy model procesu odlewania odśrodkowego, który wykorzystuje pełne podejście eulerowskie do modelowania dynamiki zawiesiny kompozytowej. Dzięki temu zaproponowany model, w przeciwieństwie do modeli opartych o podejście lagrangowskie, umożliwia uwzględnienie tak ważnych zjawisk, jak: istnienie maksymalnego, granicznego upakowania cząstek zbrojenia czy też wywołane zmianami udziału zbrojenia lokalne zmiany lepkości zawiesiny. Zjawiska te są kluczowe dla końcowego wyniku procesu odlewania kompozytu. W artykule zaprezentowano wyniki eksperymentów numerycznych wykorzystujących opracowany model. Przeprowadzono symulacje procesu odlewania zawiesiny stopu aluminium (AlSi7MgSr) z węglikiem krzemu i z grafitem. Uzyskane wyniki wykazały, że opracowany model procesu umożliwia rozpoznanie zjawisk niemożliwych do uchwycenia dostępnymi współcześnie technikami pomiarowymi.
EN
In this paper, an accurate numerical model of coupled phenomena in an induction furnace applied in the modern metallurgy industry was formulated. In addition, an examination of material properties’ influence on the melting process and the free surface shape in an induction furnace with a ceramic crucible was performed. The results showed insignificant influence of the most important properties on the free surface shape of the molten metal.
PL
Celem pracy było stworzenie dokładnego modelu numerycznego sprzężonego zjawiska topienia metalu w piecu indukcyjnym oraz identyfikacja wpływu własności materiałowych ciekłego metalu na uzyskiwane wyniki. Z tego powodu przeprowadzono szereg analiz wrażliwości przepływowych oraz elektromagnetycznych własności stopionego metalu. Zaobserwowano niewielki wpływ własności materiałowych na kształt powierzchni swobodnej, co świadczy o zasadności zastosowania uproszczeń w modelach numerycznych procesów topienia metalu w piecach indukcyjnych.
EN
The recovery of precious metals is necessary for environmental and economic reasons. Spent catalysts from automotive industry containing precious metals are very attractive recyclable material as the devices have to be periodically renovated and eventually replaced. This paper presents the method of removing platinum from the spent catalytic converters applying lead as a collector metal in a device used to wash out by using mangetohydrodynamic stirrer. The article includes the description of the methods used for modeling of magnetohydrodynamic phenomena (coupled analysis of the electromagnetic, temperature and flow fields) occurring in this particular device. The paper describes the general phenomena and ways of coupling the various physical fields for this type of calculation. The basic computational techniques with a discussion of their advantages and disadvantages are presented.
PL
Głównym celem pracy było stworzenie dokładnego modelu matematycznego zjawiska topienia metalu w piecu indukcyjnym z tradycyjnym tyglem. Podstawowym elementem modelu matematycznego było dwukierunkowe sprzężenie między polem elektromagnetycznym a dwufazowym polem cieplno-przepływowym. Model elektromagnetyczny pozwolił na wyznaczenie dwóch wielkości: gęstości siły Lorentza oraz wyindukowanych prądów wirowych w kąpieli. Pierwsza z nich stanowi człon źródłowy w równaniach pędu Naviera-Stokesa, natomiast druga to ciepło Joule’a, czyli człon źródłowy równania energii. Sprzężenie zwrotne było realizowane w przypadku zmiany kształtu powierzchni swobodnej kąpieli, co ma istotny wpływ na rozkład pól elektromagnetycznych w badanej przestrzeni. Wyniki symulacji numerycznych zostały porównane z wynikami pomiarów na stanowisku tygla ceramicznego. Stworzony model numeryczny pozwoli na optymalizację procesu topienia metalu w piecu indukcyjnym.
EN
The main purpose of this work was to develop numerical model of a crucible for metal melting process in an induction furnace. To mathematically describe the physical processes in a furnace, mutual interaction of electromagnetic and thermo-fluid fields needs to be considered. The coupled mathematical model of metal melting and rectification was implemented using two commercial codes: Ansys Mechanical APDL for electromagnetic field and Ansys Fluent for thermal and flow fields. The most important factors for this kind of modelling is a shape of free surface of the liquid metal, flow field in the melt, heat transfer in the crucible and transport of components in the liquid metal and further in the inert or protective atmosphere over crucible. Final results from CFD approach was compared to the experimental data. Developed mathematical model will be used to optimize metal melting process in induction furnace.
PL
W pracy przedstawiono budowę systemu ekspertowego Grossmine tworzonego w ramach programu Badań Stosowanych, finansowanego przez NCBiR. Celem budowanego systemu ekspertowego jest umożliwienie kompleksowej oceny procesu technologicznego realizowanego w kopalni pod względem jego oddziaływania na środowisko. Będzie on służył, jako system wspomagający podejmowanie decyzji przez kadrę zarządzającą na etapie projektowania lub modyfikacji technologii wydobywania węgla w kopalni. Innowacyjność przedstawionego podejścia polega na tym, że opracowany system pozwala na kompleksową ocenę kopalni, nie tylko pod względem technicznym i ekonomicznym, ale także uwzględnia skutki społeczne i środowiskowe działalności górniczej.
EN
The paper presents the architecture of the expert system Grossmine, created within the framework of Applied Research Program, funded by NCBiR. The purpose of the expert system is to enable a comprehensive assessment of the technological process implemented in a coal mine in terms of its impact on the environment. It will serve as a support system for decision making by management either at the design stage or in case of modification of coal mining technology in the mine. Innovation of the presented approach lies in the fact that the developed system allows for comprehensive assessment of the mine, not only in technical and economic terms, but also takes into account the social and environmental impacts of mining activities.
EN
In this paper, the velocity field and turbulence effects that occur inside a crucible of a typical induction furnace were investigated. In the first part of this work, a free surface shape of the liquid metal was measured in a ceramic crucible. Then a numerical model of aluminium melting process was developed. It took into account coupling of electromagnetic and thermofluid fields that was performed using commercial codes. In the next step, the sensitivity analysis of turbulence modelling in the liquid domain was performed. The obtained numerical results were compared with the measurement data. The performed analysis can be treated as a preliminary approach for more complex mathematical modelling for the melting process optimisation in crucible induction furnaces of different types.
PL
W tej pracy przeprowadzono analizę pola prędkości i tworzących się wirów w tyglu typowego pieca indukcyjnego. W pierwszym etapie pracy zostały przeprowadzone pomiary kształtu powierzchni swobodnej ciekłego metalu na stanowisku z tyglem ceramicznym. Następnie został stworzony model numeryczny badanego tygla opisujący proces topienia aluminium. Model uwzględniał sprzężenie pola elektromagnetycznego oraz cieplnoprzepływowego, które przeprowadzono za pomocą komercyjnych programów. Następnie przeprowadzono analizę wrażliwości ze względu na sposób modelowania turbulencji w ciekłym metalu. Wyniki numeryczne zostały porównane z danymi z eksperymentu. Przeprowadzona analiza pozwoli na stworzenie dokładniejszych modeli numerycznych umożliwiających odtworzenie pola prędkości ciekłego metalu i optymalizację procesu topienia w piecach indukcyjnych.
EN
Exhaust gases which are introduced into the atmosphere contain impurities such as carbon monoxide, unburned hydrocarbons and nitrogen oxide. Auto catalysts enable air pollution from these exhaust gases to be reduced considerably. Typical auto catalytic converters consist of the carrier (ceramic or metallic) and the catalytic system. Platinum group metals (PGM) are responsible for the catalytic function. All spent auto catalysts should be purchased and processed in order to recover the precious metals from them. This article presents the results of coupled analyses of electromagnetic and flow field calculations. The aim of this research was to design a device for extracting precious metals from used auto catalytic converters. Calculations were made to determine the velocity field distribution of a liquid metal, the movement of which was forced by the electromagnetic field. Computational experiments were conducted to obtain the relationships between the metal velocity distribution, the inductor supply and geometrical parameters in order to improve the construction of the presented device. The calculation shows that viscosity and friction has a greater influence on velocity distribution than forces distribution.
10
Content available remote Koncepcja systemu ekspertowego do oceny i poprawy ekoefektywności kopalń
PL
W artykule przedstawiono koncepcję budowy systemu ekspertowego służącego do kompleksowej oceny i optymalizacji kopalń węgla kamiennego pod kątem zespołu zagadnień łącznie określanych pojęciem ekoefektywności. Złożoność oraz różniąca się dla poszczególnych kopalń struktura procesu technologicznego przekłada się na komplikację budowy systemu ekspertowego, którego celem jest analiza dowolnej polskiej kopalni. Rozważany system nie jest system ekspertowym rozumianym w sposób klasyczny, lecz raczej systemem informatycznym, który za pomocą różnych narzędzi realizuje funkcję doradczą dla kadry kierowniczej przedsiębiorstwa górniczego.
EN
The paper presents concept of structure of an expert system for complex estimation and optimization of coal mines in terms of their eco-efficiency. Complexity and diversity of technological processes cause the construction complexity of the expert system, which objective is analysis of any Polish mine. The analyzed system is not a classical expert system but rather computer system, which with the use of various tools realizes an advisory function for management of a mining company.
PL
Artykuł dotyczy analizy procesu wypłukiwania metali szlachetnych z wkładów katalizatorów umieszczonych w pierścieniowym kanale przy pomocy ciekłego metalu wprawianego w ruch przez wirujące pole elektromagnetyczne. Wykorzystany w pracy model obliczeniowy obejmował sprzężenie pola elektromagnetycznego i hydrodynamicznego z uwzględnieniem przepływu metalu przez kapilarną strukturę katalizatora. W ramach badań przeprowadzono analizę wpływu lokalizacji wzbudnika na efektywność przepłukiwania wsadu katalizatora.
EN
The paper concerns of precious metals washing out from auto catalytic converters placed in the channel. In this device liquid metal is forced to motion by the rotating magnetic field. The model used in research included the coupling of the electromagnetic and hydrodynamic field taking into account the metal flow through anisotropic porous structure of the catalyst. The study analyzes the influence of inductor location on the efficiency of flushing the catalyst.
EN
In the present paper, kinetics of aluminium evaporation from the Ti-6Al-7Nb alloy during smelting by means of the VIM method at 5 to 1000 Pa has been discussed. To determine the liquid titanium meniscus area and the liquid titanium mean velocity for the experimental conditions of the study, a methodology based on the coupled model of the electromagnetic field and the hydrodynamic field of liquid metal was applied.
PL
W prezentowanej pracy omówiono kinetykę procesu odparowania aluminium ze stopu Ti-6Al.-7Nb wytapianego metodą VIM w zakresie ciśnień od 5 do 1000Pa. Do wyznaczenia powierzchni| menisku ciekłego tytanu oraz średniej prędkości ciekłego tytanu wykorzystano model matematyczny procesu topienia i nagrzewania ciekłego metalu w piecu indukcyjnym uwzględniający sprzężenie pola elektromagnetycznego i pola hydrodynamicznego ciekłego metalu.
EN
In the paper, a simulation model that allows for determination of the actual surface area of inductively stirred liquid metal and the value of metal near-surface velocity during its melting is presented. Also, the effects of induction furnace working frequency on both parameters are demonstrated. The simulation was performed for copper and liquid steel that were melted in two different induction furnaces. The calculation results were also used for determination of coefficients of copper mass transfer in liquid steel and of antimony mass transfer in liquid copper during their stirring in the discussed furnace.
PL
W pracy przedstawiono model symulacyjny pozwalający na wyznaczenie wartości rzeczywistej powierzchni ciekłego metalu mieszanego indukcyjnie jak i wartości prędkości przypowierzchniowej metalu w trakcie jego topienia Wykazano jednocześnie wpływ częstotliwości roboczej pieca indukcyjnego na obydwie wielkości. Symulacji dokonano dla miedzi i ciekłej stali topionych w dwóch różnych piecach indukcyjnych. Wyniki obliczeń posłużyły także do wyznaczenia wartości współczynników transportu masy miedzi w ciekłej stali i antymonu w ciekłej miedzi w przypadku ich mieszania w omawianym agregacie.
EN
The lifetime of a catalytic converters is limited. Today’s environmental regulations require that used converters should be properly recycled as a valuable source of precious metals, Al2O3 and steel scrap. The precious metals used in the devices perform catalytic functions. They are suspended in a ceramic or metal carrier. This paper deals with the recovery of precious metals from automotive converters using a metal-collector method. In order to speed up the washout of the precious metals from the capillary structure of the converter, the movement of the liquid metal-collector was forced by the electromagnetic field. The research was aimed at improving the effective velocity of the liquid metal flow through the carrier by means of a device with a double windings. Various ways of power supply were considered. The calculation experiment was performed as a weakly coupled analysis of the electromagnetic field and flow field.
PL
Czas życia katalizatorów samochodowych jest ograniczony. Dzisiejsze przepisy środowiskowe wymagają aby były one poddawane procesowi recyklingu jako cenne źródło platynowców, AI2O3 i złomu stalowego. Metale szlachetne stosowane w tych urządzeniach pełnią funkcje katalityczne, naniesione są na ceramiczny lub metalowy nośnik. Artykuł ten dotyczy procesu odzyskiwania metali szlachetnych ze zużytych katalizatorów samochodowych przy wykorzystaniu metody metalu-zbieracza. W celu przyspieszenia procesu wymywania metali szlachetnych ze struktury kapilarnej katalizatora, przepływ ciekłego metalu-zbieracza zmuszony został przez pole elektromagnetyczne. W pracy przedstawiono wyniki modelowania mające na celu poprawę skuteczności przepływu ciekłego metalu przez nośniki katalizatora za pomocą urządzenia z podwójnym uzwojeniem. Przeanalizowano także różne sposoby zasilania urządzenia. Eksperyment obliczeniowy został zrealizowany jako słabosprzężona analiza pola elektromagnetycznego i pola przepływu.
PL
Artykuł dotyczy analizy procesu wypłukiwania metali szlachetnych z wkładów katalizatorów umieszczonych w pierścieniowym kanale przy pomocy ciekłego metalu wprawianego w ruch przez wirujące pole elektromagnetyczne. Wykorzystany w pracy model obliczeniowy obejmował sprzężenie pola elektromagnetycznego i hydrodynamicznego z uwzględnieniem przepływu metalu przez kapilarną strukturę katalizatora. W ramach badań przeprowadzono analizę wpływu lokalizacji wzbudnika na efektywność przepłukiwania wsadu katalizatora.
EN
The paper concerns of precious metals washing out from auto catalytic converters placed in the channel. In this device liquid metal is forced to motion by the rotating magnetic field. The model used in research included the coupling of the electromagnetic and hydrodynamic field taking into account the metal flow through anisotropic porom structure of the catalyst. The study analyzes the influence of inductor location on the efficiency of flushing the catalyst.
EN
The basic problem in the process of graded composite casting is to obtain electromagnetic buoyancy that should move the particles, but at the same time to avoid stirring of the liquid metal caused by the field non-uniformity that thwarts the effect of reinforcement segregation. The research presented in the paper was focused on adjusting the supply current, its frequency and the dimensions of the inductor so that the liquid metal flow reduced.
PL
Podstawowym problemem utrudniającym proces odlewania kompozytu gradientowego jest uzyskanie działania wyporu elektromagnetycznego przemieszczającego cząstki, przy jednoczesnym uniknięciu, niweczącego efekt segregacji zbrojenia, mieszania ciekłego metalu spowodowanego niejednorodnością pola sił. Prezentowane badania dotyczyły doboru częstotliwości zasilania, natężenia prądu i rozmiarów wzbudnika w celu ograniczenia ruchu ciekłego metal.
EN
This paper presents a comparison of convective heat transfer coefficients determined by use of different methods. The coefficients were estimated from dimensionless numbers (5 variants) and by numerical fluid dynamics simulation (4 variants). A computer simulation of induction heating process of a steel non-magnetic workpiece in a vertical induction heater was adopted as a calculation model. Except for the value of convective heat transfer coefficient also the influence of its changes on temperature distribution in the heated workpiece was monitored.
PL
W pracy porównano wartości współczynników konwekcyjnej wymiany ciepła wyznaczonych różnymi metodami. Współczynniki wyznaczono w oparciu o liczby kryterialne (5 wariantów) i bazując na symulacji numerycznej mechaniki płynów (4 warianty).Oprócz wartości współczynnika wymiany ciepła przez konwekcję kontrolowano także wpływ zmiany tego współczynnika na rozkład temperatury w nagrzewanym wsadzie.
EN
The article presents the results of coupled analysis of the electromagnetic and flow field calculations. The aim of conducted research was to design a device for precious metals leaching from used auto catalytic converters. The aim the calculations was to determine the velocity field distribution of liquid metal, the movement of which was forced by the electromagnetic field. Computational experiment was conducted to obtain the relation between the metal velocity distribution and the inductor supply parameters.
PL
Artykuł zawiera wyniki sprzężonej analizy pola elektromagnetycznego i pola przepływu. Celem przeprowadzonych badań było zaprojektowanie urządzenia do odzyskiwania metali szlachetnych z zużytych katalizatorów samochodowych. Obliczenia przeprowadzono w celu wyznaczenia pola prędkości ciekłego metalu poruszanego z wykorzystaniem oddziaływań elektrodynamicznych. Obliczenia wielowariantowe przeprowadzono, aby uzyskać zależności rozkładu pola prędkości od parametrów zasilania wzbudnika urządzenia.
EN
The methods of manufacturing composites with spatial variation in the reinforcement distribution which exploit reinforcement segregation in the liquid matrix are among the most effective ones. However, methods based on density differences such as gravitational casting and centrifugal casting have their limitations in the range of reinforcement configurations that are possible to obtain. An alternative is to exploit the phenomenon of electromagnetic buoyancy occurring in situations where the particles and the matrix have different electric conductivities. This paper presents some possibilities of exploiting this phenomenon to obtain the local reinforcement of a bush made of aluminum alloy AK12 with SiC particles at its inner wall. The paper discusses the model of such a process and the effect of its parameters on the trajectories of the particles moving in the molten matrix.
PL
Techniki wytwarzania kompozytów o przestrzennej zmianie rozkładu zbrojenia poprzez jego segregację w ciekłej osnowie są jednym z bardziej efektywnych sposobów otrzymywania tego rodzaju materiałów. Jednakże metody oparte o różnice gęstości materiałów, takie jak odlewanie z segregacją grawitacyjną lub odlewanie odśrodkowe, mają pewne ograniczenia w zakresie możliwych do uzyskania konfiguracji zbrojenia. Alternatywą jest wykorzystanie zjawiska wyporu elektromagnetycznego występującego w przypadku cząstek różniących się konduktywnością elektryczną od osnowy. Artykuł przedstawia modyfikację tej metody opartą o zastosowanie wzbudnika wewnętrznego, której celem jest uzyskanie strefowego zbrojenia cząstkami odlewu ścianie wewnętrznej. Badania prowadzono na przykładzie tulei ze stopu aluminium AK12 zbrojonej cząstkami SiC. W pracy omówiono model takiego procesu oraz wpływ jego parametrów na trajektorie ruch cząstek zbrojenia w ciekłej osnowie.
PL
Podstawowym problemem utrudniającym proces odlewania kompozytu gradientowego jest uzyskanie działania wyporu elektromagnetycznego przemieszczającego cząstki, przy jednoczesnym uniknięciu, niweczącego efekt segregacji zbrojenia, mieszania ciekłego metalu spowodowanego niejednorodnością pola sił. Prezentowane badania dotyczyły doboru częstotliwości zasilania, natężenia prądu i rozmiarów wzbudnika w celu ograniczenia ruchu ciekłego metalu.
EN
The main problem of the process of composite casting is to obtain a electromagnetic buoyancy force moving particles and avoid stirring of liquid metal caused by force field nonuniformity that destroys the effect of reinforcement segregation. The research concerned the optimization of supply frequency, current and dimensions of a inductor in order to limit the metal movement.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.