Wyznaczanie wartości współczynnika wnikania masy w ciekłej fazie metalowej mieszanej indukcyjnie

• Autorzy: Blacha L. , Adler K. , Galindo V. , Schwarze R.

Warianty tytułu

EN

Determination of value of mass transfer coefficient electromagnetic stirred liquid metal phase

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Piecie indukcyjne należą do tych urządzeń, które od lat wykorzystywane są do wytopu różnych gatunków stali. W procesach występuje wiele zjawisk fizykochemicznych, zachodzących w układzie ciekła faza metaliczna - faza gazowa. Wspomnieć tu należy np. o odparowaniu lotnych składników kąpieli lub desorbcji gazów rozpuszczonych w ciekłym metalu. Z kinetycznego punktu widzenia o szybkości tych zjawisk decydują m. in. zjawiska transportu masy w obu fazach. Charakter ruchu i jego intensywność, wywołany działaniem sił pola elektromagnetycznego, są funkcjami wielu zmiennych, takich jak geometria pieca, gęstość wydzielonej mocy, częstotliwość, a także usytuowanie wzbudnika względem metalicznego wsadu. W prezentowanym artykule przedstawiono metodę wyznaczania wartości współczynnika wnikania masy w ciekłej fazie mieszanej indukcyjnie, z wykorzystaniem modeli turbulentnych Lamonta i Scotta, a także Kolmogorova. Wykorzystano do tego model numeryczny, pozwalający na określenie pola sił elektromagnetycznych i pola turbulencji. Dzięki temu wyznaczono wartości sił Lorentza, a następnie określono prędkość przypowierzchniową metalu. Obliczenia wykonano dla próżniowego pieca indukcyjnego IS5/III firmy Leybold Heraeus. Znajomość wartości współczynnika wnikania masy w ciekłej fazie metalicznej mieszanej indukcyjnie może pozwolić na opis zjawisk zachodzących w wielu procesach metalurgicznych, m. in. w procesach wytopu i obróbki próżniowej stali.

EN

The paper presents the method of determination of mass transfer coefficient in elektromagnetic stirred liquid phase based on Lamont, Scott and Kolmogorov turbulent models. For this purpose the numerical model allowing the determination of electromagnetic force and turbulent field was utilized. As result the values of Lorentz forces and metal surface velocity have been determined. Calculations were made for IS5/III Leybold Heraeus induction furnace.

Słowa kluczowe

PL

współczynnik wnikania masy; elektromagnetyczne mieszanie ciekłej kąpieli metalowej; modelowanie numeryczne; przepływy burzliwe; piece indukcyjne

EN

mass transfer coefficient; electromagnetic stirred molten metal; numerical simulationl; turbulent flow; induction furnaces

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 73, nr 1
• Strony: 23--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tabl.

Twórcy

autor

Blacha L.

autor

Adler K.

autor

Galindo V.

autor

Schwarze R.

• Blacha, L. - Politechnika Śląska, Katedra Metalurgii; ul. Krasińskiego 8, 40-019, Katowice,

Bibliografia

• 1. Bakish B., Winkler O.: Yacuum Metallurgy, Elsevier Amsterdam 1971
• 2. Szekely J., Chang W.: Iron and Steelmaking, vol. 3, 1977, p. 196-204
• 3. Tarapore E. D., Evans J. W.: Metali. Trasn. B, vol. 7B, 1976, p. 343-351
• 4. Tarapore E. D., Evans J. W., Langfeld J.: Metali. Trasn. B, vol. 8B, 1977, p. 179-184
• 5. Chang C. W., Szekely J., Eagar T. W.: "The analysis of magnetohydrodynamics and plasma dynamics in metals processing operations", Department of Materials Science and Engineering Massachusetts Institute of Technology (materiały nie publiowane)
• 6. Blacha L: Hutnictwo, z. 60, Gliwice 2001
• 7. Law C. N. S., Khoo B.C.: American Institute of Chemical Engineers Journal, vol. 48, 2002, p. 1856-1868
• 8. Yih S. M.: Handbook of Heat and mass transfer, vol. 2: Mass transfer and reactor design, Gulf Publishing company, Houston, 1986
• 9. Lamont J. C., Scott D.: American Institute of Chemical Engineers Journal, vol. 16, 1970, p. 513-519
• 10. Schwarze R., Savov L., Obermeier F., Janke D.: "A numerical model flow the evaporation process of an electromagnetic stirred iron melt", European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering ECCOMAS Computational Fluid Dynamics Conference 2001, Swansea, UK, 4-7 September 2001
• 11. Kim S.-E., Choudhury D. and Patel B.: "Computations of complex turbulent flows using the commercial code FLUENT", Proc. Symp. Modeling Complex Turb. Flows (Kluwer Academic Publishers, Dordrecht), (1999), p. 259-276
• 12. Leonard B. P.: Comput. Methods Appl. Mech., vol. 19, (1995), p. 59-98
• 13. Rhie C. M., Chów W.L.: American Institute of Aeronautics and Astronautics Journal, vol. 21, (1983), p. 1525-1232
• 14. Issa R. L: J. Comput. Phys., vol. 62, (1986), p. 40-65