Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 21

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 usage of the reduced pressure in the processes of smelting and refining of metal alloys allow to remove not only the gases dissolved in the metal bath, but also the impurities having a higher vapour pressure than the matrix metal. Blister copper produced in flash furnace contains many impurities such as lead, bismuth and arsenic. Some of them must be removed from molten metals, because of their deleterious effects on copper electrical properties. When the smelting process is carried out in the induction vacuum furnaces, the above-mentioned phenomenon is being intensified, one or another mixing of bath and increase in the surface area of mass exchange (liquid metal surface). The latter results from the formation of a meniscus being an effect of the electromagnetic field influence on the liquid metal. In the work, the results of refining blister copper in terms of removing lead from it, are presented. The experiments were carried out in the induction crucible vacuum furnace at temperatures of 1473 and 1523 K, and operating pressures in a range of 8 - 533 Pa.
EN
The paper deals with the influence of induction surface hardening on the microstructure and mechanical properties of cylindrical elements made of steel 38Mn6. The first stage was based on computer simulation of the induction hardening process. The second stage - experiments were provided on laboratory stand for induction surface hardening located at the Silesian University of Technology. Microstructure tests were conducted on light and scanning microscopes. The hardness penetration pattern and thickness of hardened layer were marked. It was found that due to properly chosen parameters of the process, the appropriate properties and thickness of hardened layer were achieved.
3
Content available remote Analiza zjawisk elektromagnetycznych w piecach z zimnym tyglem
PL
Metal uzyskiwany w wyniku topienia w klasycznych piecach przemysłowych jest narażony na zanieczyszczenia powstałe w wyniku kontaktu topionego metalu z wyłożeniem ceramicznym. Piece indukcyjne z zimnym tyglem umożliwiają uzyskiwanie materiałów o dużym stopniu czystości dzięki zjawisku topienia semilewitacyjnego. Wadą pieców z zimnym tyglem jest ich niewielka sprawność elektryczna. W pracy przedstawiono obliczenia pola elektromagnetycznego, które mogą być wstępem do optymalizacji konstrukcji tygla.
EN
During melting of metals in industrial furnaces a melt is not protected against purification caused by a contact with ceramic materials. In order to avoid such a weakness the cold crucible furnaces may be applied making possible to produce high quality metal thanks to semi levitation melting phenomena. A disadvantage of such a melting is its relatively low efficiency. The paper presents exemplary calculations of electromagnetic field distribution in the simplified model of the cold crucible induction furnace. The results may be applied for an optimization of the furnace construction.
EN
The paper presents possibilities of controlling temperature field distribution in inductively heated charge. The change of its distribution was obtained using the sequential one-, two-, and three-frequency heating. The study was conducted as a multi-variant computer simulation of hard coupled electromagnetic and temperature fields. For the analysis, a professional calculation software package utilizing the finite element method, Flux 3D, was used. The problem of obtaining an appropriate temperature distribution in the heated charge of a complex shape is very important in many practical applications. A typical example is hardening of gear wheels. For such an application, it is necessary to obtain (on the surface and at a desired depth) an uniform temperature distribution on the tooth face, top land and bottom land of the gear. The obtained temperature should have proper distribution and value. Such a distribution is very difficult to achieve.
PL
W artykule przedstawiono możliwość kształtowania rozkładu pola temperatury w nagrzewanym indukcyjnie wsadzie. Zmianę rozkładu temperatury uzyskano wykorzystując sekwencyjne nagrzewanie jedno-, dwu- i trój-częstotliwościowe. Badania przeprowadzono jako wielowariantową symulację komputerową silnie sprzężonego ze sobą pola elektromagnetycznego i pola temperatury. Do analizy wykorzystano profesjonalny pakiet obliczeniowy Flux 3D wykorzystujący metodę elementów skończonych. Problem uzyskania odpowiedniego rozkładu temperatury w nagrzewanym wsadzie o złożonej geometrii jest bardzo istotny w wielu zastosowaniach praktycznych. Typowym przykładem jest hartowanie kół zębatych. Dla takiego zastosowania wymagane jest uzyskanie równomiernego na powierzchni i na zadanej głębokości zęba i wrębu rozkładu temperatury o określonej wartości. Uzyskanie tak zdefiniowanego rozkładu jest bardzo trudne.
EN
A big interest in application of cold crucible furnace (CCF) for industrial, particularly metallurgical, processes has been observed in recent years. They are mainly utilised for melting of metal, glass and other materials. Analyses of processes that occur in such devices are performed; however, computer modelling is rarely applied. As a precise determination of the electromagnetic field distribution is essential for a proper analysis of processes in furnaces with cold crucibles, a complex 3D model development is necessary. In the paper, effects of a crucible design and current frequency on the efficiency of the induction furnace with cold crucible are presented. Numerical calculations were performed with the use of the Flux 3D professional software.
PL
W ostatnich latach piece z zimnym tyglem znajdują coraz szersze zastosowania w procesach przemysłowych szczególnie metalurgicznych. Wykorzystuje je się przede wszystkim do mieszania metali, szkła i innych materiałów. Wykonywane są analizy zjawisk zachodzących w tego typu urządzeniach, lecz tylko w nielicznych przypadkach wykorzystuję się modelowanie komputerowe. Wyznaczenie rozkładu pola elektromagnetycznego z należytą dokładnością to warunek niezbędny do właściwej analizy zjawisk zachodzących w piecach z zimnym tyglem i dlatego wymaga zbudowania skomplikowanego modelu 3D. W artykule przedstawiono wpływ konstrukcji tygla i częstotliwości prądu zasilającego na wydajność pieca z zimnym tyglem. Obliczenia numeryczne przeprowadzono z wykorzystaniem profesjonalnego programu komputerowego Flux 3D.
EN
The paper presents analysis of surface induction hardening of a cylindrical element made of steel 38Mn6. The mathematical model of the non-stationary process is elaborated. Calculations of coupled electromagnetic and temperature fields are provided by means of the Flux 2D software. Computations are compared with the measurements realized at the laboratory stand located in the Silesian University of Technology. The expected hardness distribution within the surface layer is noticed.
PL
W artykule przedstawiono analizę indukcyjnego hartowania powierzchniowego elementu cylindrycznego wykonanego ze stali 38Mn6. Do obliczeń opracowano model matematyczny niestacjonarnego procesu hartowania. Obliczenia sprzężonych pól elektromagnetycznych i temperatury wykonano za pomocą oprogramowania Flux 2D. Obliczenia zostały porównane z pomiarami na stanowisku laboratoryjnym, które znajduje się w Politechnice Śląskiej. Celem badań było uzyskanie odpowiedniego rozkładu twardości w warstwie powierzchniowej.
7
Content available remote Modeling of the surface induction hardening process
PL
Omówiono zagadnienie modelowania matematycznego hartowania indukcyjnego powierzchniowego. Model ogólny uwzględnia sprzężenie pola elektromagnetycznego, temperaturowego, naprężeń cieplnych i zjawisk metalurgicznych. Badaniom poddano koło zębate wykonane ze stali 50CrMo4. . Omówiono wyniki obliczeń i pomiarów rozkładu temperatury po nagrzewaniu indukcyjnym.
EN
Mathematical modeling of induction surface hardening was described. The general model takes into consideration coupled electromagnetic, temperature, heat stress and metallurgical fields. As an illustrative example a gear wheel made from steel 50Cr Mo4 was taken. Results of computations and measurements of temeperature distribution after induction heating were discussed.
EN
The paper provides an analysis of the reasons for excessive wear of the camshafts system components based on models developed to describe the impact of selected material, technological and operational factors. The subject of the research was wear of camshaft cams studied in accordance with results of operation tests. Based on the said tests, the dependence of wear intensity of cams from their angular position was established. The respective calculation results enabled the function of cam fallibility to be determined.
PL
W artykule przedstawiono analizę przyczyn nadmiernego zużycia elementów układu rozrządu w oparciu o modele opracowane w celu opisania wpływu wybranego materiału, czynników technologicznych i operacyjnych. Przedmiotem badań było zużycie krzywek wałka rozrządu badanych zgodnie z wynikami badań eksploatacyjnych. Na podstawie tych prób ustalono zależność intensywności zużywania krzywki od ich położenia kątowego. Wyniki obliczeń pozwoliły wyznaczyć funkcję zużycia krzywki.
9
Content available remote Modelowanie matematyczne procesu nagrzewania indukcyjnego powierzchniowego
PL
Omówiono zagadnienie modelowania matematycznego hartowania indukcyjnego powierzchniowego. Model uwzględnia sprzężenie pola elektromagnetycznego, temperaturowego, naprężeń cieplnych i zjawisk metalurgicznych. Badaniom poddano koło zębate wykonane ze stali 42CrMo4. Omówiono wyniki obliczeń i pomiarów.
EN
Mathematical modeling of induction surface hardening was described. The model takes into consideration coupled electromagnetic, temperature, heat stress and metallurgical fields. As an illustrative example a gear wheel made from steel 42CrMo4 was taken. Results of computations and measurements were discussed.
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.
11
Content available Surface tension of Cu-Ag alloys
EN
In the paper, results of surface tension measurements with regard to liquid copper-silver alloys with the maximum silver content of 40 % mass Ag are presented. The measurements were performed at 1373-1573 K with the use of the sessile drop method. In the study, a high-temperature microscope, coupled with a camera and a computer equipped with the software designed for experiment recording and picture analysing, was applied. In order to determine surface tension values, the least square estimation of the parameters of the system of differential equations, describing the shape of a liquid sessile drop, was used.
PL
W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki pomiarów napięcia powierzchniowego ciekłych stopów miedzi ze srebrem o maksymalnej zawartości 40 % mas. Ag. Badania przeprowadzono w zakresie temperatur 1373-1573 K. Wykorzystano metodę kropli leżącej. Zastosowano aparaturę pomiarową składającą się z mikroskopu wysokotemperaturowego sprzężonego z kamerą i komputerem wyposażonym w oprogramowanie pozwalające na rejestrację przebiegu eksperymentu oraz analizę obrazu. Do wyznaczania napięcia powierzchniowego zastosowano procedurę obliczeniową polegającą na estymacji metodą najmniejszej sumy kwadratów parametrów układu równań różniczkowych opisujących kształt leżącej kropli cieczy.
EN
In the paper, results of the study on manganese evaporation from the OT4 alloy are presented. In the experiments, the effects of pressure on the manganese evaporation kinetics and the stages that limit the evaporation rate were investigated. It was demonstrated that the rate of manganese evaporation from the alloy increased with pressure reduction in the system. When the pressure decreases from 1000 Pa to 10 Pa, the value of overall mass transfer kMn increases from 3.9*10-6 ms-1 to 208.4*10-6 ms-1. At the same time, the manganese fraction in the alloy decreased from 1.49% mass to 0.045% mass. Within the whole pressure range, the analysed evaporation process is diffusion-controlled. For pressures above 50 Pa, the determining stage is transfer in the gaseous phase, while for pressures below 50 Pa, it is transfer in the liquid phase.
PL
W prezentowanym opracowaniu przedstawiono wyniki badań odparowania manganu ze stopu OT4. W ramach prowadzonych eksperymentów badano wpływ ciśnienia na kinetykę procesu odparowania manganu i jednocześnie określono etapy limitujące jego szybkość. Wykazano, że szybkość procesu odparowania manganu ze stopu rośnie wraz z obniżaniem ciśnienia w układzie. Przy obniżeniu ciśnienia od 1000 Pa do 10 Pa wartość ogólnego współczynnika transportu masy kMn rośnie od 3.9x10-6 ms-1 do 208.4x10-6 ms-1. Jednocześnie następowało obniżenie zawartości manganu w stopie od 1.49% mas. Do 0.045% mas.. W całym zakresie ciśnień analizowany proces parowania ma kontrolę dyfuzyjną. Dla ciśnień powyżej 50 Pa etapem determinujacym jest transport w fazie gazowej, a dla ciśnien poniżej 50 Pa transport masy w fazie ciekłej.
EN
ndustrial robots are increasingly widely used in industrial metallurgical processes, their main aim being greater effectiveness of the process and higher precision of the tasks performed. The characteristic feature of numerous metallurgical processes, however, is the occurrence of strong electromagnetic fields. This paper presents the assessment of the accuracy of operation of an industrial robot in electromagnetic environment. The research encompassed the measurements of temperature of selected robot components and also the measurements of accuracy of the tasks performed. Additionally, some numerical simulations were carried out for determining the Joule losses produced in particular elements of the robot. The object of the research was an induction heater working with the industrial frequency. The numerical computations were performed by the code Flux 3D.
PL
Coraz szersze zastosowanie w procesach przemysłowych metalurgicznych znajdują roboty przemysłowe. Głównym celem stosowania robotów jest usprawnienie procesu oraz zwiększenie dokładności wykonywanych zadań. Jednak cechą charakterystyczną procesów metalurgicznych jest występowanie pola elektromagnetycznego o znacznym natężeniu. W publikacji została przeprowadzona ocena poprawności działania robota przemysłowego w środowisku elektromagnetycznym. Badania obejmowały pomiary temperatury elementów robota oraz dokładności wykonywania przez niego określonych zadań. Dodatkowo przeprowadzono symulacje numeryczne, w których wyznaczono moc wydzielana w poszczególnych elementach robota. Obliczenia numeryczne wykonano przy użyciu programu komputerowego Flux 3D.
14
Content available remote Multi-variant calculations of induction heating process
EN
Purpose: Induction heating process is often used as the first stage of quenching process. Computer simulation of the induction heating make it possible to eliminate expensive and time-consuming experimental selection of parameters. The selection of appropriate heating parameters is particularly difficult for the irregularly shaped parts. Gears are an example of such elements. In the case of surface quenching / heating a uniform distribution of temperature field is necessary on the surface and expected temperature gradient inside the heated gear. The following parameters: inductor frequency, inductor power, heating time, inductor geometry, distance between inductor and heating gear and relative shift between inductor and gear have a significant effect on the temperature distribution. Obtaining the correct temperature distribution requires proper selection of the above mentioned parameters. Numerical optimization or multi-variant calculations are the best way to achieve the goal. Design/methodology/approach: This work presents numerical simulation of induction heating. Such simulation consists of an analysis of coupled electromagnetic and thermal fields. Commercial program Flux 3D, was used to perform the calculations. Findings: Execution of 10 variants of calculation enables to obtain the optimal values of the parameters influencing the heating process. Practical implications: During the test quenching of the gear a problem of non uniform temperature distribution appears. The attempts of experimental selection of heating parameters failed, and the problem was solved by multi-variant calculations. The results obtained from the calculations were successfully applied in the quenching process. Originality/value: This paper shows an application of numerical simulation in gear quenching. The results of simulations were practically verified.
EN
Purpose: Major problems with smelting of light titanium-based alloys are related to their strong reactivity in the liquid phase with virtually all melting pot materials. Another problem regarding titanium alloy smelting is an unfavourable process of alloy component evaporation due to high melting temperatures of the alloys and significant differences in vapour pressures of their individual components. In the present paper, results of a study on manganese evaporation from the OT4 alloy are presented. Design/methodology/approach: The OT4 alloy contained 94.29, 3.50 and 1.49 %mass of Ti, Al and Mn, respectively. The experiments were performed at 5 to 1000 Pa for 1973 K and 2023 K. During each smelting experiment, metal samples were collected and analysed for titanium, aluminium and manganese contents. Findings: During inductive OT4 alloy smelting from the Ti-Al-Mn system at reduced pressure, significant manganese losses from the alloy are observed as a result manganese evaporation. For manganese and titanium, the evaporation coefficient Ω Mn/Ti values were within 12421–42899, while for manganese and aluminium (Ω Mn/Al), they were within 34 to 52, suggesting that, thermodynamically, there is a potential for intense manganese evaporation from the investigated alloy .Research limitations/implications: The study findings may be a basis for a full kinetic analysis of Mn evaporation from the OT4 alloy which enables determination of process-controlling stages.Practical implications: The study results regarding changes in manganese content in the OT4 alloy during its smelting with the use of VIM technology suggest that one of conditions that may limit the unfavourable process of manganese evaporation is shortening the smelting time or performing the process at about 1000 Pa. Originality/value:In literature, there are no data regarding results of studies on manganese elimination from Ti-Al-Mn alloys during their smelting.
PL
Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie wyników analizy numerycznej nagrzewania indukcyjnego kół zębatych w procesie hartowania. Analiza dotyczyła układów ze wzbudnikami cylindrycznymi o różnych konfiguracjach (wzbudnik o jednej i trzech cewkach). Przeprowadzone badania obejmowały nagrzewanie jednoczęstotliwościowe i dwuczęstotliwościowe - sekwencyjne. Ponadto została przeprowadzona analiza wpływu parametrów procesu, tj. natężenia i częstotliwości prądu wzbudników na rozkład temperatury kół zębatych.
EN
The paper concerns induction heating numerical analysis in hardening process of gears. Various configurations of inductor including oneand three- coil inductor have been analyzed. Calculations have concerned two types of heating, with use of one- and two frequencies of inductor current (sequentially). Additionally analysis of basic process parameters on gear temperature distribution have been carried out and results are presented.
PL
Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie wyników analizy numerycznej nagrzewania indukcyjnego kół zębatych w procesie hartowania. Analiza dotyczyła układów ze wzbudnikami cylindrycznymi o różnych konfiguracjach (wzbudnik o jednej i trzech cewkach). Przeprowadzone badania obejmowały nagrzewanie jedno-częstotliwościowe i dwuczęstotliwościowe - sekwencyjne. Ponadto została przeprowadzona analiza wpływu parametrów procesu, tj. natężenia i częstotliwości prądu wzbudników na rozkład temperatury kół zębatych.
EN
The paper concerns induction heating numerical analysis in hardening process of gears. Various configurations of inductor including one- and three- coil inductor have been analyzed. Calculations have concerned two types of heating, with use of one- and two frequencies of inductor current (sequentially). Additionally analysis of basic process parameters on gear temperature distribution have been carried out and results are presented.
PL
Umieszczenie między źródłem pola a chronionym obiektem materiału barierowego, rozpraszającego lub pochłaniającego pole elektromagnetyczne, jest kluczowym elementem zarówno ekranowania lokalizującego i osłaniającego, jak i konstruowania ubioru chroniącego pracownika przed nadmiernym oddziaływaniem pola elektromagnetycznego. W artykule omówiono materiały i technologie wytwarzania materiałów barierowych, możliwe do wykorzystania w celu ochrony przed ekspozycją na pola elektryczne lub magnetyczne różnych częstotliwości. Szczególną uwagę zwrócono na materiały o właściwościach przydatnych do konstrukcji odzieży ochronnej.
EN
The presence of barrier's structure (reflecting or absorbing) between electromagnetic field source and protected object is the basic element for localizing shielding and covering shielding, as well as design of protective cloths against excessive exposure of workers to electromagnetic fields. Materials of barrier's structures, useful for protection against exposure to electric or magnetic fields of various frequencies were presented. Special attention was paid on materials of properties useful for design of protective clothes.
EN
The paper concerns multistage heating of gears with use of cylindrical inductor. The paper includes calculation models and analysis of geometry and frequency influence on temperature distribution of the tooth surface in hardening process. The calculations have been carried out with use of Flux3D simulation program.
PL
Artykuł dotyczy nagrzewania indukcyjnego przy użyciu wzbudnika cylindrycznego w procesie hartowania kół zebatych. W ramach pracy przedstawiono model obliczeniowy oraz dokonano oceny wpływu kształtu układu wzbudnik-wsad oraz częstotliwości zasilania wzbudnika na rozkład temperatury powierzchni zębów koła. Obliczenia wykonane zostały przy użyciu programu Flux3D.
PL
Niniejsza praca dotyczy ograniczenie niekorzystnego wpływu pola elektromagnetycznego na ludzi, którego źródłem są nagrzewnice indukcyjne. Badano skuteczności ekranowania w zależności od materiału, z jakiego ekran jest wykonany oraz jego konfiguracji. Przeprowadzono szereg obliczeń numerycznych (Flux 2D) wykonanych dla nagrzewnicy indukcyjnej 50 Hz oraz ekranów jedno i dwuwarstwowych.
EN
The issue of limiting negative influence of effect of electromagnetic fields from induction heating devices using electromagnetic shields has been presented in the paper. The effectiveness of shielding for fields of different frequencies has been examined considering the material, thickness and size of shields as well as multilayer systems. The research was conducted applying computer simulation method using Flux 2D program induction heater 50 Hz.
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.