Экспериментальные исследования модели МГД-перемешивателя с постоянными магнитами для алюминиевых печей

Статья посвящена физическому моделированию электромагнитных и гидродинамических процессов в жидком алюминии при воздействии на расплав МГД-перемешивателя с постоянными магнитами. Экспериментальная установка была выполнена с возможностью моделирования параметров, соответствующихреальным печам, в которых электромагнитное перемешивание необходимо для уменьшения времени плавки и достижения однородного состава и распределения температуры в расплаве алюминия. В отличие от используемых в настоящее время МГД-перемешивателей с трехфазным индуктором переменного тока в статье представлен новый энергосберегающий вариант создания бегущего магнитного поля с помощью индуктора с системой синхронно вращающихся цилиндрических магнитных диполей, образующих систему Halbach. Такой перемешиватель создает в жидком металле потоки с высоким уровнем нестационарных пульсирующих скоростей. Проведены измерения осредненных и пульсационных характеристик возникающих турбулентных течений и их взаимосвязь при различных режимах работы перемешивателя. Измерения всех трех компонент скорости проведены с помощью ультразвукового доплеровского анемометра и кондукционного анемометра со встроенным миниатюрным постоянным магнитом. Сравнение данных, полученных двумя способами, позволило с высокой надежностью оценить количественные характеристики значений скорости и использовать результаты экспериментов для анализа данных трехмерных численных расчетов перемешивающих потоков в крупномасштабных плавильных печах.