Подготовка к работе
1. Удостовериться в отсутствии подачи питания на лабораторные установки.
2. Убедиться в наличии некоторого количества металла в модели.
3. Подготовить частотный преобразователь, задав кривую зависимости напряжения от частоты. Присвоив значения параметрам: E1-09 = 50 Гц, E1-10 = 100 В, E1-07 = 50 Гц, E1-08 = 100 В, E1-06 = 50 Гц, E1-13 = 100 В, E1-11 = 50 Гц, E1-12 = 100 В, E1-04 = 50 Гц, E1-05 = 100 В.
4. Отчитаться перед лаборантом или преподавателем о готовности к выполнению лабораторной работы.
5. Поставить модель на прогрев, доведя находящийся металл в печи до жидкого состояния, включив нагреватели.
Порядок выполнения работы
1. Поместить слиток твердого металла в подготовленное «болото».
2. Следя за датчиком температуры и поддерживая уровень нагрева металла в районе 100оС, засечь время до полного расплавления чушки.
3. Измерить время процесса плавки слитка на половину идо полного растворения.
Заполнить табл. 6.1
Таблица 6.1
|
Процент целостности слитка |
50% |
100% |
|
Время, сек. |
|
|
4. Подать напряжение от источника питания на индуктор.
5. Повторить указания из п. п. 1-3. Заполнить табл. 6.2 и сравнить время расплавления слитка с использованием перемешивания и без через коэффициент производительности
,
где
– время плавки без использования
перемешивания,
–
время плавки с использованием
МГД-перемешивания.
Таблица 6.2
|
Процент целостности слитка |
50% |
100% |
|
Время, сек. |
|
|
|
Коэффициент производительности процесса плавки k, о. е. |
|
|
6. Сформулировать выводы о проделанной работе.
Контрольные вопросы
1. МГДП с каким магнитным потоком эффективнее использовать под подиной?
2. Перечислите достоинства и недостатки МГДП с продольным магнитным потоком.
3. Как возникают электромагнитные силы (силы Лоренца) в жидком металле?
4. Как определяется обмоточный коэффициент обмотки индуктора МГД – перемешивателя.
Лабораторная работа № 7
МГД-ПЕРЕМЕШИВАТЕЛЬ ЖИДКОЙ СЕРДЦЕВИНЫ КРИСТАЛЛИЗУЮЩЕГОСЯ ПЛОСКОГО СЛИТКА
Цель работы:
1. Исследование электромагнитного поля МГД - перемешивателя жидкой сердцевины кристаллизующегося плоского слитка при различных режимах работы;
Оборудование и приборы
1. Физическая модель МГД-перемешивателя жидкой сердцевины кристаллизующегося плоского слитка.
2. Осциллограф двухканальный.
3. Система измерений электро-физических величин «LabVIEW SignalExpress».
4. Датчики Холла
Краткие теоретические сведения
Одним из путей достижения новых физико-механических свойств полуфабрикатов, получаемых при непрерывном и полу-непрерывном литье металлических сплавов, является физическое воздействие на зону фазового перехода в процессе кристаллизации. Для создания такого воздействия эффективно применение электромагнитного перемешивания жидкой фазы слитка. Электромагнитное перемешивание жидкой фазы слитка обеспечивается системой индукторов, установленных на его боковых поверхностях. Обмотки индуктора питаются переменными токами, сдвинутыми относительно друг друга по фазе, за счет чего возникают бегущие магнитные поля.
Рисунок 7.1 –Способы электромагнитного перемешивания
Путем изменения схем включения обмоток индукторов, достигается различный характер циркуляции расплава в жидкой сердцевине слитка (рисунок 7.1)
Устройство и принцип работы модели.
Физическая модель слитка с индукторами МГД – перемешивателя (рисунок 7.2) состоит из плоского алюминиевого слитка и двух индукторов, расположенных с боковых его сторон.
а) б)
Рисунок 7.2– Физическая модель перемешивателя жидкой сердцевины кристаллизующегося слитка (а) и ее эскиз (б).
Плоский слиток 4 имеет полость для размещения в нее эвтектического сплава имитирующего жидкую сердцевину 1. Каждый индуктор состоит из Ш - образного магнитопровода 2 и обмотки. Обмотка индуктора состоит из двух катушек 3
На основании модели установлен переключатель, позволяющий осуществить три схемы попарного соединения катушек (рисунок 7.3).
-
b) с)
Рисунок 7.3– Три варианта соединения катушек под кристаллизатором
Стрелками указаны возможные направления вращения магнитного поля.