Coupled numerical model of metal melting in an induction furnace: sensitivity analysis and validation of model

• Autorzy: Buliński P. , Smołka J. , Golak S. , Przyłucki R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.03.11

Warianty tytułu

PL

Dokładny model numerycznego sprzężonego zjawiska topienia metalu w piecu indukcyjnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

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.

Słowa kluczowe

EN

validation; coupled model; induction furnace; computational fluid dynamics

PL

walidacja; model sprzężony; piec indukcyjny; numeryczna mechanika płynów

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 3
• Strony: 49--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Buliński P.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej, ul. Konarskiego 22, 44-100 Gliwice

autor

Smołka J.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej, ul. Konarskiego 22, 44-100 Gliwice

autor

Golak S.

• Politechnika Śląska, Katedra Informatyki Przemysłowej, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Przyłucki R.

• Politechnika Śląska, Katedra Informatyki Przemysłowej, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

Bibliografia

• [1] Bojarevics V., Harding R.A., Wickins M., Experimental and numerical study of the cold crucible melting process, Proceedings of the Third International Conference on CFD in the Minerals and Process Industries (2003), CSIRO.
• [2] Songa J.H., Mina B.T., An electromagnetic and thermal analysis of a cold crucible melting, International Communications in Heat and Mass Transfer, 32 (2005), pp. 1325-1336.
• [3] Spitans S., Jakovics A., Baake E., Nacke B., Numerical modelling of free surface dynamics of conductive melt in the induction crucible furnace, Magnetohydrodynamics, 46 (2010), pp. 317-328.
• [4] Spitans S., Jakovics A., Baake E., Nacke B., Numerical modelling of free surface dynamics of melt in an alternate electromagnetic field, Magnetohydrodynamics, 4 (2011), pp. 461-473.
• [5] Spitans S., Jakovics A., Baake E., Nacke B., Numerical modelling of free surface dynamics of melt in alternate electromagnetic field, Journal of Iron and Steel Research International, 19 (2012), pp. 531-535.
• [6] Yang J., Chen R., Ding H., Guo J., Han J., Fu H., Thermal characteristics of induction heating in cold crucible used for directional solidification, Applied Thermal Engineering, 59 (2013), pp. 69-76.
• [7] Quintana I., Azpilgain Z., Pardo D., Hurtado I., Numerical Modeling of Cold Crucible Induction Melting, Proceedings of The COMSOL Conference (211), Boston, USA.
• [8] Buliński P., Smołka J., Golak S., Przyłucki R., Blacha L., Białecki R., Palacz M., Siwiec G., Effect of turbulence modeling in numerical analysis of melting process in an induction furnace, Archives of Metallurgy and Materials, 60 (2015), pp. 1575-1579.
• [9] Adler K., Schwarze R., Galindo V., Numerical modelling of the evaporation process of an electromagnetically stirred copper melt, Proceedings of the FLUENT CFD Forum (2005), Bad Nauheim, Germany.
• [10] Umbrasko A., Baake E., Nacke B., Jakovics A., Numerical studies of the melting process in the induction furnace with cold crucible, COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 27 (2008), pp. 359-368.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.