Подготовка к работе
1. Ознакомиться с работой частотного преобразователя, проконсультировавшись с лаборантом или преподавателем.
2. Удостовериться в отсутствии электрического напряжения на лабораторной установке.
3. Убедиться в наличии некоторого количества металла в модели.
4. 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.
5. 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, поддерживать уровень нагрева металла в районе 100оС.
3. Измерить время процесса плавки слитка на половину и до полного растворения.
Заполнить табл. 4.1
Таблица 4.1
|
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. 4.2 и сравнить время расплавления слитка с использованием перемешивания и без через коэффициент производительности
|
|
(4.1) |
,
где,
–время плавки без использования
перемешивания,
–
время плавки с использованием
МГД-перемешивания.
Таблица 4.2
|
Процент целостности слитка |
50% |
100% |
|
Время, сек. |
|
|
|
Коэффициент производительности процесса плавки k, о. е. |
|
|
6. Сформулировать выводы о проделанной работе.
Контрольные вопросы
1. Как влияет перемешивание на скорость переплавки твердых слитков?
2. Перечислите достоинства использования МГД-перемешивателей в технологическом процессе плавки металла?
3. В каком случае применяются МГДП с поперечным магнитным потоком и почему?
Лабораторная работа 5
Распределенный мгд-перемешиватель с поперечным магнитным потоком, установленный под ванной
Цель работы: Исследовать влияние МГД-перемешивателя с поперечным магнитным потоком, расположенным под ванной на скорость движения жидкого металла.
Оборудование и приборы
1. Частотный преобразователь "Веспер".
2. Физическая модель распределенного МГД-перемешивателя с поперечным магнитным потоком, установленного под ванной.
3. Система измерений электро-физических величин «LabVIEW SignalExpress».
Краткие теоретические сведения
Установка индуктора МГДП под днищем печи позволяет эффективно перемешивать расплав, как при полной, так и при небольшой глубине расплава. Наиболее часто для печей-миксеров максимальная глубина расплава лежит в пределах от 0,3 до 1,1 м. Однако в ряде случаев установка индукторов под днищем печи-миксера связана с экономическими и конструктивными трудностями. Это имеет место, когда необходимо оснастить МГДП уже действующие стационарные печи-миксеры. На рис. 5.1 представлено расположение МГД-перемешивателя, установленного под ванной.
Рисунок 5.1 – Разрез поворотного миксера с установкой индуктора под подиной
Технологическая установка печи с индуктором МГДП предназначена для интенсификации процесса плавления металла. Суть технологии заключается в создании ЭМП состоящего из бегущего и пульсирующего магнитного полей, по-разному проявляющихся в разных зонах индуктора, под действием которых расплавленный металл перемешивается в одной части печи, при реверсе бегущего магнитного поля, расплав перемешивается в другой ее части.
Устройство и принцип работы модели. Физическая модель (рис. 5.2) включает в себя ванну 1 с жидким металлом (эвтектическим сплавом) 2 и индуктор МГДП с поперечным магнитным потоком, состоящим из отдельных электромагнитов. Каждый электромагнит состоит из магнитопровода 4 и обмоток 3.
Конструкция МГДП с поперечным магнитным потоком позволяет сохранить поперечные и продольный ребра жесткости металлоконструкции ванны.
Модель работает от трехфазного напряжения сети промышленной частоты и напряжением 380 В. При включении МГДП в сеть, напряжение, подаваемое на обмотки 3, заставляет протекать ток. Ток, создавая магнитный поток замыкающийся через жидкий металл 2, индуцирует вихревые токи в металле 3, взаимодействие индуцируемого тока и магнитного поля создает движущую силу, заставляющую металл двигаться.
|
|
|
|
а) |
б)
|
|
Рисунок 5.2 – Физическая модель с МГД-перемешивателем с поперечным магнитным потоком, установленным под подиной. А – вид сбоку, б – вид сверху.
Применение. Комплексы для бесканального МГД-перемешивания с поперечным магнитным потоком могут использоваться в плавильных печах и миксерах для приготовления алюминиевых сплавов на металлургических заводах с целью увеличения производительности процесса переплавки металла и сокращения затрат газа или электроэнергии.
|
|
