Математическая и физическая модели образования МГД-воронки во вращающемся магнитном поле
Ключевые слова:
МГД-вращатель, электромагнитный расчет, аналитический метод, численное моделирование, магнитная гидродинамика
Аннотация
В статье предлагаются подходы к моделированию физических процессов в МГД-устройстве на примере исследования и разработки МГД-вращателя. Представлены аналитическая математическая модель дуговой индукционной машины и численная модель МГД-процессов с применением метода сопряжения электромагнитной и гидродинамической задач с учетом двухфазной подвижной среды. Приведены результаты расчетов и анализа МГД-вращателя, физическое моделирование и верификация соответствующего устройства. С применением данных исследований выполнено проектирование и создание промышленной установки для переплавки мелких металлических отходов в газовой плавильной печи.
Литература
1. Timofeev V., Khatsayuk M. Theoretical design baselines for MHD-stirrers of molten metals. - Magnetohydrodynamics, 2016, No. 4. pp. 495-506.
2. Timofeev V., Khatsayuk M., Timofeev S. Analysis of Transverse Edge Effect in a Molten Metal MHD Stirrer. - Magnetohydrodynamics, 2017, No. 3. pp. 329-344.
3. Тимофеев В.Н., Хацаюк М.Ю. Анализ электромагнитных процессов магнитогидродинамического перемешивания жидких металлов. - Электричество, 2017, № 1, c. 35-44.
4. Khatsayuk M., Demidovich V., Timofeev V., Maksimov A., Rastvorova I. Numerical simulation of titanium alloy non-crucible melting in the alternating electromagnetic field. Intern. Conf. on Heating by Electromagnetic Sources HES-16, Padua, May 24-27, 2016, pp. 305-312.
5. Пат. РФ № 2677549. Способ переплавки металлических отходов и печь для его осуществления/М.Ю. Хацаюк, В.Н. Тимофеев, П.А. Хоменков, Е.С. Елизаров, В.В. Тараканов. Опубл. 17.01.2019.
6. Вольдек, А.И. Индукционные МГД-машины с жидкометаллическим рабочим телом. Л.: Энергия, 1970, 272 с.
7. Minakov A.V., Pervukhin M.V., Platonov D.V., Khatsayuk M.Yu. Mathematical model and numerical simulation of aluminum casting and solidification in magnetic fields with allowance for free surface dynamics. Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2015, vol. 55, pp. 2066-2079.
#
1. Timofeev V., Khatsayuk M. Theoretical design baselines for MHD-stirrers of molten metals. — Magnetohydrodynamics, 2016, No. 4. pp. 495-506.
2. Timofeev V., Khatsayuk M., Timofeev S. Analysis of Transverse Edge Effect in a Molten Metal MHD Stirrer. — Magnetohydrodynamics, 2017, No. 3. pp. 329—344.
3. Timofeyev V.N., Khatsayuk M.Yu. (Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2017, No. 1, pp. 35—44.
4. Khatsayuk M., Demidovich V., Timofeev V., Maksimov A., Rastvorova I. Numerical simulation of titanium alloy non-crucible melting in the alternating electromagnetic field. Intern. Conf. on Heating by Electromagnetic Sources HES-16, Padua, May 24—27, 2016, pp. 305—312.
5. Pаt. RF No. 2677549. Sposob pereplavki metallicheskikh otkhodov i pech’ dlya ego osushchestvleniya (The method of remelting metal waste and a furnace for its implementation)/M.Yu. Khatsayuk, V.N. Timofeyev, P.A. Khomenkov, Ye.S. Yelizarov, V.V. Tarakanov. Promulgated 17.01.2019.
6. Vol’dek A.I. Induktsionnye MGD-mashiny s zhidkometallicheskim rabochim telom (Induction MHD machines with a liquid metal working fluid). Leningrad, Energiya, 1970, 272 p.
7. Minakov A.V., Pervukhin M.V., Platonov D.V., Khatsayuk M.Yu. Mathematical model and numerical simulation of aluminum casting and solidification in magnetic fields with allowance for free surface dynamics. Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2015, vol. 55, pp. 2066—2079.
2. Timofeev V., Khatsayuk M., Timofeev S. Analysis of Transverse Edge Effect in a Molten Metal MHD Stirrer. - Magnetohydrodynamics, 2017, No. 3. pp. 329-344.
3. Тимофеев В.Н., Хацаюк М.Ю. Анализ электромагнитных процессов магнитогидродинамического перемешивания жидких металлов. - Электричество, 2017, № 1, c. 35-44.
4. Khatsayuk M., Demidovich V., Timofeev V., Maksimov A., Rastvorova I. Numerical simulation of titanium alloy non-crucible melting in the alternating electromagnetic field. Intern. Conf. on Heating by Electromagnetic Sources HES-16, Padua, May 24-27, 2016, pp. 305-312.
5. Пат. РФ № 2677549. Способ переплавки металлических отходов и печь для его осуществления/М.Ю. Хацаюк, В.Н. Тимофеев, П.А. Хоменков, Е.С. Елизаров, В.В. Тараканов. Опубл. 17.01.2019.
6. Вольдек, А.И. Индукционные МГД-машины с жидкометаллическим рабочим телом. Л.: Энергия, 1970, 272 с.
7. Minakov A.V., Pervukhin M.V., Platonov D.V., Khatsayuk M.Yu. Mathematical model and numerical simulation of aluminum casting and solidification in magnetic fields with allowance for free surface dynamics. Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2015, vol. 55, pp. 2066-2079.
#
1. Timofeev V., Khatsayuk M. Theoretical design baselines for MHD-stirrers of molten metals. — Magnetohydrodynamics, 2016, No. 4. pp. 495-506.
2. Timofeev V., Khatsayuk M., Timofeev S. Analysis of Transverse Edge Effect in a Molten Metal MHD Stirrer. — Magnetohydrodynamics, 2017, No. 3. pp. 329—344.
3. Timofeyev V.N., Khatsayuk M.Yu. (Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2017, No. 1, pp. 35—44.
4. Khatsayuk M., Demidovich V., Timofeev V., Maksimov A., Rastvorova I. Numerical simulation of titanium alloy non-crucible melting in the alternating electromagnetic field. Intern. Conf. on Heating by Electromagnetic Sources HES-16, Padua, May 24—27, 2016, pp. 305—312.
5. Pаt. RF No. 2677549. Sposob pereplavki metallicheskikh otkhodov i pech’ dlya ego osushchestvleniya (The method of remelting metal waste and a furnace for its implementation)/M.Yu. Khatsayuk, V.N. Timofeyev, P.A. Khomenkov, Ye.S. Yelizarov, V.V. Tarakanov. Promulgated 17.01.2019.
6. Vol’dek A.I. Induktsionnye MGD-mashiny s zhidkometallicheskim rabochim telom (Induction MHD machines with a liquid metal working fluid). Leningrad, Energiya, 1970, 272 p.
7. Minakov A.V., Pervukhin M.V., Platonov D.V., Khatsayuk M.Yu. Mathematical model and numerical simulation of aluminum casting and solidification in magnetic fields with allowance for free surface dynamics. Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2015, vol. 55, pp. 2066—2079.
