PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 26

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
1
Content available remote Modelowanie matematyczne procesów cieplno-przepływowych w próżniowym piecu indukcyjnym z zimnym tyglem
Buliński P., Smółka J., Golak S., Przyłucki R.
Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
|
2017
|
z. 127
209--216
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.
2
Content available remote Coupled numerical model of metal melting in an induction furnace: sensitivity analysis and validation of model
Buliński P., Smołka J., Golak S., Przyłucki R.
Przegląd Elektrotechniczny
|
2016
|
R. 92, nr 3
49--52
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.
3
Content available remote Numeryczna analiza procesów cieplno-przepływowych oraz elektromagnetycznych zachodzących w piecu indukcyjnym
Buliński P., Smołka J., Golak S., Przyłucki R.
Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
|
2015
|
z. 126
243--250
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.
4
Content available remote Analiza zjawisk elektromagnetycznych w piecach z zimnym tyglem
Smalcerz A., Przyłucki R., Barglik J., Wieczorek T., Smagór A.
Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
|
2015
|
z. 126
227--234
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.
5
Innowacyjny system ekspertowy do oceny kopalń węgla kamiennego
Wieczorek T., Golak S., Przyłucki R., Pilarczyk M.
Logistyka
|
2015
|
nr 5
645--650, CD1
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.
6
Content available Effect of turbulence modelling in numerical analysis of melting process in an induction furnace
Buliński P., Smołka J., Golak S., Przyłucki R., Blacha L., Białecki R., Palacz M., Siwiec G.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2015
|
Vol. 60, iss. 3A
1575--1579
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.
7
Content available remote Investigation of the influence of supply parameters on the velocity of molten metal in a metallurgical reactor used for platinum recovery
Fornalczyk A., Golak S., Przyłucki R.
Archives of Civil and Mechanical Engineering
|
2015
|
Vol. 15, no. 1
171--178
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.
8
Content available remote Metody zwiększania efektywności przepłukiwania katalizatorów samochodowych ciekłym metalem
Fornalczyk A., Golak S., Przyłucki R.
Przegląd Elektrotechniczny
|
2014
|
R. 90, nr 2
60--62
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.
9
Content available A Study of the Impact of Power Supply Parameters on Metal Flow Velocity in the Channel of a Device for Washing out Precious Metals from of the Automotive Catalytic Converters
Fornalczyk A., Golak S., Przyłucki R., Willner J.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2014
|
Vol. 59, iss. 2
779--783
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.
10
Content available remote Metody zwiększania efektywności przepłukiwania katalizatorów samochodowych ciekłym metalem
Fornalczyk A., Golak S., Przyłucki R.
Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
|
2013
|
z. 125
37--44
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.
11
Content available remote Comparison of methods for determining the convective heat transfer coefficient for the induction-heated charge
Kurek A., Golak S., Przyłucki R., Kachel A., Smalcerz A., Ślęzok M.
Przegląd Elektrotechniczny
|
2013
|
R. 89, nr 2b
266-269
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.
12
Content available remote Analysis of electromagnetic and flow fields in the channel of a device used for precious metals leaching from auto catalytic converters
Fornalczyk A., Golak S., Przyłucki R.
Przegląd Elektrotechniczny
|
2013
|
R. 89, nr 3a
57--60
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.
13
Content available remote Wpływ metody wyznaczania współczynnika konwekcyjnej wymiany ciepła na wyniki symulacji nagrzewania indukcyjnego wsadu cylindrycznego
Kurek A., Golak S., Przyłucki R., Kachel A., Ślęzok M.
Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
|
2012
|
z. 124
159-166
PL
Praca zawiera wyniki eksperymentu numerycznego porównującego różne sposoby obliczeniowego wyznaczania współczynnika wymiany ciepła przez konwekcję. Modelem obliczeniowym była nagrzewnica cylindryczna ustawiona pionowo nagrzewająca wsad stalowy niemagnetyczny. Współczynniki konwekcji wyznaczono za pomocą liczb kryterialnych (6 wariantów) i za pomocą symulacji numerycznej (4 warianty). Do analizy pola elektromagnetycznego wykorzystano program Flux 2D wersja 10.2, do analizy numerycznej pola przepływu i temperatury wykorzystano program Fluent 6.3. Oprócz wartości współczynnika wymiany ciepła przez konwekcję kontrolowano także wpływ zmiany tego współczynnika na rozkład temperatury w nagrzewanym wsadzie.
EN
The paper presents the results of numerical experiment comparing different computational methods for determining the convection heat transfer coefficient. The calculation model was a cylidrical induction heater positioned vertically heating a charge made from non-magnetic steel. Convection coefficients were determined by means of the characteristic numbers (6 variants) and by numerical simulation (4 variants). Commercial program Rux 2D version 10.2 was used for the numerical analysis of the electromagnetic field, while the numerical analysis of flow and temperature fields was carried out with the use of program Fluent 6.3. Another issue investigated in the study was the influence of the value of the convection heat transfer coefficient on the temperature distribution in the heated charge.
14
Content available remote Multi-variant calculations of induction heating process
Smalcerz A., Przyłucki R., Konopka K., Fornalczyk A., Ślezok M.
Archives of Materials Science and Engineering
|
2012
|
Vol. 58, nr 2
177--181
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.
15
Content available remote Analysis of using magneto-hydro-dynamic pump for the platinum recovery from spent auto catalytic converters
Fornalczyk A., Przyłucki R., Saternus M., Golak S.
Archives of Materials Science and Engineering
|
2012
|
Vol. 58, nr 2
199--204
EN
Purpose: Applying the catalytic converters allow to eliminate the compounds harmful to the environment. Typical catalytic converter is built from the metallic or ceramic carrier with porous structure covered with the PGM metals especially platinum, palladium and rhodium. The content of these metals is on average about 2 grams. Catalytic converters have limited life time, and then they are scrapped. The necessity of waste disposal and very high prices of PGM metals are the reason why recovery of PGM metals from used auto catalytic converters has become more and more profitable. Design/methodology/approach: This work presents method of PGM metals recovery from auto catalytic converters by means of solving them in the liquid metal. Liquid metal is put in motion using magneto-hydro-dynamic pump, and then the PGM metals are eluted from channels of the used auto catalytic converters. Findings: All over the world the used auto catalytic converters are preceded by the use of pyrometallurgical, hydrometallurgical or mixed methods. Each method has some disadvantages. Pyrometallurgical methods need to use units which assure the necessary temperature. This is as expensive as energy consuming. Applying hydrometallurgical methods involve danger of creating many waste solutions which are harmful to the natural environment. Practical implications: The way PGM metals are recovered from used auto catalytic converters by their dissolution in the liquid rotating metal allows to increase concentration of PGM metals in the solution by means of applying the same metal collector to flush other catalytic collectors. Motion of the metal essentially shorten the time of PGM metals elution from catalytic converters; whereas the flow of liquid metal in closed cycle limits the unfavorable influence of the process on the environment. Originality/value: Method presented in this article is an innovative method and has never been applied. Additionally it is protected by a patent.
16
Content available remote Obliczenia optymalizacyjne wzbudników nagrzewnic wielowarstwowych modelowanych jako 2D i 3D
Przyłucki R.
Przegląd Elektrotechniczny
|
2011
|
R. 87, nr 7
52-54
PL
Praca zawiera wyniki obliczeń optymalizacyjnych wielowarstwowych nagrzewnic indukcyjnych. Obliczenia ograniczono do analizy pola elektromagnetycznego. Celem optymalizacji była maksymalizacja sprawności elektrycznej układu grzejnego. Parametrami optymalizacji były grubości poszczególnych warstw. W zależności od badanego modelu maksymalny przyrost sprawności wynosił: dla nagrzewnicy trójwarstwowej modelowanej jako 3D 13,1 punktu procentowego, a dla nagrzewnicy czterowarstwowej modelowanej jako 2D 12,5 punktu procentowego.
EN
The article contains the results of optimization calculations for multilayer induction heaters. The calculations were limited to electromagnetic field analysis. The optimization was aimed at the increase in the heater electrical efficiency. Optimization parameters were the thicknesses of the particular inductor layers. The maximal efficiency increase was 13.1 percentage points for three layer heaters modeled as 3D, and 12.5 pp for four layer heater modeled as 2D.
17
Content available remote Influence of the geometry of the arrangement inductor - crucible to the velocity of the transport of mass in the liquid metallic phase mixed inductive
Przyłucki R., Golak S., Oleksiak B., Blacha L.
Archives of Civil and Mechanical Engineering
|
2011
|
Vol. 11, no 1
171-179
EN
The mutual reactions between the gaseous phase and liquid metals or their alloys are of particular importance for the processes of metal smelting and refining. A comprehensive kinetic analysis of such processes requires extensive knowledge of the mass transfer phenomena taking place in both the aforementioned phases. This results from the fact that in heterogeneous systems, the components of the individual phases react with one another only after penetrating the interface. The parameter characterising the mass transfer velocity in the given phase is the so-called mass transfer coefficient. Knowing its value with reference to both phases as well as knowing the constant velocity of the reaction taking place in the interfacial area enables calculation of the general mass transfer coefficient values characteristic for the given process but also identification of the stages determining the coefficient. Some of the metallurgical aggregates whose design evolution is currently widely discussed are vacuum induction furnaces used for smelting of metals and alloys as well as for their refining. Intensive mixing of the metallic bath, which occurs in the said aggregates, causes an increase in the mass transfer velocity in the metal, and therefore, it can determine various parameters, such as the evaporation process rate for the bath volatile contaminants. This article is an analysis of the results obtained under the tests aimed at determination of the influence exerted by the melting pot position against the inductor in an induction furnace on the mass transfer coefficient for liquid metallic phase.
PL
Pełna analiza kinetyczna procesów chemicznych zachodzących w klasycznych układach metalurgicznych ciekły metal-faza gazowa wymaga znajomości zjawisk transportu masy, z którymi mamy do czynienia w obu fazach. Wynika to z faktu, że w układach heterogenicznych składniki poszczególnych faz reagują ze sobą tylko po przedostaniu się do granicy międzyfazowej. Parametrem charakteryzującym szybkość transportu masy w danej fazie jest tzw. współczynnik transportu masy. Jego znajomość w odniesieniu do obu faz, jak i znajomość stałej szybkości reakcji zachodzącej na powierzchni międzyfazowej pozwala na wyznaczenie wartości ogólnego współczynnika transportu masy charakteryzującej dany proces a także określenie etapów determinujących go. Jednymi z agregatów metalurgicznych, których rozwój konstrukcyjny jest obecnie szeroko obserwowany są próżniowe piece indukcyjne wykorzystywane do wytapiania metali i stopów, jak i ich obróbki rafinacyjnej. Poniżej przedstawiono wyniki badań, których celem było określenie wpływu geometrii układu cewka-tygiel na szybkość transportu masy w ciekłej fazie metalicznej mieszanej indukcyjnie.
18
Obliczenia optymalizacyjne wzbudników wielowarstwowych modelowanych jako 3D
Przyłucki R.
Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne
|
2010
|
Z. 15
171-177
PL
Artykuł dotyczy modelowania numerycznego procesu nagrzewania indukcyjnego. W pracy przedstawiono wyniki optymalizacji wzbudników jedno- dwu- i trójwarstwowych. Celem optymalizacji była maksymalizacja sprawności elektrycznej. Obliczenia prowadzono jako trójwymiarowe, uzwojenia wzbudnika modelowano jako masywne, model ograniczono do obliczeń elektromagnetycznych. Do analizy pola elektromagnetycznego wykorzystano program Flux 3D. Do optymalizacji zastosowano własny program obliczeniowy korzystający z metody poszukiwań bezpośrednich lub metody gradientowej największego spadku. Parametrami optymalizacji były grubości poszczególnych warstw wzbudnika. Uzyskane rezultaty porównano z podobnymi obliczeniami wykonanymi metodami analitycznymi i metodami numerycznymi dwuwymiarowymi.
EN
The article deals with numerical modeling of induction heating. Results of optimization calculations of one- two- and three-layer inductors were presented in the work. The optimization was aimed to increase the electrical efficiency of the heater. The calculation models of the heaters were three-dimensional, coils of inductor were modeled as massive conductors. Program Flux 3D was used to proceed electromagnetic field analysis. Optimization was carried out with authors program based on Rosenbrock method or steepest descent method. The thickness of inductor layers were optimization parameters. Results obtained in this experiment were compared to results obtained from analytical and numerical but 2d calculation methods.
19
Content available remote Modyfikacja geometrii wzbudnika w celu minimalizacji powierzchni swobodnej ciekłego metalu
Golak S., Przyłucki R.
Przegląd Elektrotechniczny
|
2010
|
R. 86, nr 5
310-312
PL
Rozwój pieców indukcyjnych do topienia metali zmierza do zwiększania wydajności tych urządzeń. Wzrost mocy oprócz zwiększenia szybkości nagrzewania powoduje także intensyfikację zjawisk hydrodynamicznych zachodzących wewnątrz ciekłego metalu. Praca opisuje metodykę symulacji komputerowej, w której występuje sprzężenie pola elektromagnetycznego, pola prędkości oraz kształtu powierzchni ciekłego metalu. Symulację wykorzystano do oceny możliwości zmiany powierzchni swobodnej metalu poprzez zmianę geometrii wzbudnika.
EN
Increase of power of induction heating furnaces influences on magneto-hydro-dynamics phenomena intensification in melted metal. This work describes methodology of coupled analysis of electromagnetic field, velocity field and surface shape of melted metal. Computer simulation is used to determine influence of inductor geometry on surface shape area minimization.
20
Content available remote Próba modyfikacji geometrii wzbudnika w celu minimalizacji powierzchni swobodnej ciekłego metalu
Golak S., Przyłucki R.
Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
|
2009
|
z. 118
77-84
PL
Rozwój pieców indukcyjnych do topienia metali zmierza do zwiększania wydajności tych urządzeń poprzez maksymalizację ich mocy jednostkowej. Jednakże wzrost natężenia pola elektromagnetycznego z tym związany, oprócz zwiększenia szybkości nagrzewania, powoduje także intensyfikację zjawisk hydrodynamicznych zachodzących wewnątrz ciekłego metalu. W efekcie następuje znaczne zwiększenie naturalnego menisku na powierzchni ciekłego metalu. W większości zastosowań zjawisko to jest niepożądane, ponieważ m.in. nasila utlenianie powierzchni ciekłego metalu oraz zwiększa utratę ciepła z kąpieli. Praca opisuje metodykę symulacji komputerowej, w której występuje sprzężenie pola elektromagnetycznego, pola prędkości oraz kształtu powierzchni ciekłego metalu oraz zastosowanie tego rodzaju symulacji do oceny możliwości zmiany geometrii wzbudnika pozwalającej na ograniczenie powierzchni swobodnej metalu.
EN
Development of induction furnaces causes increase in efficiency of these devices by the maximization of their unit power. However, the increase of an intensity of electromagnetic field influences on hydrodynamic phenomena inside the liquid metal. In effect, the natural meniscus on the liquid metal surfaces is significantly increased. For most applications, the phenomenon is undesirable because of the intensifying of the liquid metal surface oxidation and the heat loss from the bath. The article describes the methodology of computer simulation with coupling of electromagnetic field, velocity field and the shape of the liquid metal surface and its application for the possibility analysis of the change of the inductor geometry in the target of the decrease of the metal free surface area.
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.