Experimental Investigations on a Physical Model of a Liquid Metal MHD Pump

В данной статье описаны результаты исследований, проведенных на физической модели плоского линейного индукционного МГД‑насоса с перекрещивающимися обмотками. Проведено сравнение результатов натурных экспериментов с математическим моделированием численным методом. Получены картины распределения скоростей и температур расплава с гидродинамическими течениями, а также тепловые картины магнитопровода и обмоток МГД‑насосаThis article describes the results of studies carried out on a physical model of a flat linear induction MHD pump with crossed windings. The results of full-scale experiments are compared with mathematical modeling by a numerical method. The distribution patterns of melt velocities and temperatures with hydrodynamic flows, as well as thermal patterns of the magnetic circuit and windings of the MHD pump, are obtaine

Analytical Calculation of Differential and Integral Electromagnetic Characteristics of MHD-Stirrer

В данной статье аналитическим методом проведен анализ электромагнитного поля в си- стеме «индуктор – ванна с расплавом (жидкий металл)» при различных обмоточных ха- рактеристиках индуктора. Определены интегральные и дифференциальные характеристи- ки системы для наиболее распространенных обмоток индукторов МГД-перемешивателя и проведено их сравнение. Представлена основа для анализа гармонического состава поля на поверхности расплава для различных типов индукторов. Также проведена сравнительная оценка влияния продольного краевого эффекта на показатели системыThe analysis of electromagnetic field in the system «inductor – bath of molten (liquid metal)” by different winding characteristics of the inductor due to analytical method is shown in this paper. Integral and differential characteristics of the system are defined and compared for the most common coil inductors MHD-stirrers. It provides a framework for the analysis of field harmonics on the surface of melt for various types of inductors. Also made the comparative assessment of influence of longitudinal edge effect on system performanc

Control of Convective Flows in Liquid Metal in Fluenced by Electromagnetic Forces

During preparation of metal alloys stirring of the melt plays an important role in order to even its chemical composition and temperature in the whole bath volume. It is necessary to create specific convectional streams of metal in the bath for effective stirring. Based on the known analysis of selforganization of convectional streams in the liquid heated from beneath (Rayleigh-Bernard effect), the present article describes a MHD-stirrer which allows receive a similar pattern of streams in the molten melt by using electromagnetic force. We have considered stirring processes in the rectangular bath and a MHD-stirrer which allows increase efficiency and reduce energy costs on the alloy preparation process.В процессе приготовления металлических сплавов перемешивание играет важную роль в выравнивании химического состава и температуры во всем объеме ванны. Для эффективного перемешивания необходимо создать специфическую структуру конвективных потоков. На основе анализа известного эффекта самоорганизации конвективных потоков в жидкости, подогреваемой снизу (эффект Релея - Бенара), в данной статье описан МГД- перемешиватель, который позволяет получить аналогичные потоки в жидком металле под действием электромагнитных сил. Рассмотрены процессы перемешивания в прямоугольной ванне, предложен МГД-перемешиватель, который увеличивает эффективность и снижает энергопотребление в процессе приготовления сплава

Analytical Calculation of Differential and Integral Electromagnetic Characteristics of MHD-Stirrer

В данной статье аналитическим методом проведен анализ электромагнитного поля в си- стеме «индуктор – ванна с расплавом (жидкий металл)» при различных обмоточных ха- рактеристиках индуктора. Определены интегральные и дифференциальные характеристи- ки системы для наиболее распространенных обмоток индукторов МГД-перемешивателя и проведено их сравнение. Представлена основа для анализа гармонического состава поля на поверхности расплава для различных типов индукторов. Также проведена сравнительная оценка влияния продольного краевого эффекта на показатели системыThe analysis of electromagnetic field in the system «inductor – bath of molten (liquid metal)” by different winding characteristics of the inductor due to analytical method is shown in this paper. Integral and differential characteristics of the system are defined and compared for the most common coil inductors MHD-stirrers. It provides a framework for the analysis of field harmonics on the surface of melt for various types of inductors. Also made the comparative assessment of influence of longitudinal edge effect on system performanc

Control of Convective Flows in Liquid Metal in Fluenced by Electromagnetic Forces

During preparation of metal alloys stirring of the melt plays an important role in order to even its chemical composition and temperature in the whole bath volume. It is necessary to create specific convectional streams of metal in the bath for effective stirring. Based on the known analysis of selforganization of convectional streams in the liquid heated from beneath (Rayleigh-Bernard effect), the present article describes a MHD-stirrer which allows receive a similar pattern of streams in the molten melt by using electromagnetic force. We have considered stirring processes in the rectangular bath and a MHD-stirrer which allows increase efficiency and reduce energy costs on the alloy preparation process.В процессе приготовления металлических сплавов перемешивание играет важную роль в выравнивании химического состава и температуры во всем объеме ванны. Для эффективного перемешивания необходимо создать специфическую структуру конвективных потоков. На основе анализа известного эффекта самоорганизации конвективных потоков в жидкости, подогреваемой снизу (эффект Релея - Бенара), в данной статье описан МГД- перемешиватель, который позволяет получить аналогичные потоки в жидком металле под действием электромагнитных сил. Рассмотрены процессы перемешивания в прямоугольной ванне, предложен МГД-перемешиватель, который увеличивает эффективность и снижает энергопотребление в процессе приготовления сплава

Analysis of the Process of Energy Transformation in Magnetohydrodynamic Stirrer of Liquid Metals with Nonsinusoidal Current

Текст статьи не публикуется в открытом доступе в соответствии с политикой журнала.This article describes the electromagnetic field analytical model of magnetohydrodynamic (MHD) stirrer with nonsinusoidal current, built with the account of the longitudinal edge effect. The solution is obtained in the form of a Fourier series in a compr

Comparative Evaluation of the Results of Numerical Modeling of Hydrodynamic Processes in the System “Bath With a Melt – MHD Stirrer”

В данной статье представлена сравнительная оценка результатов численного моделирования гидродинамических процессов в МГД-системе при различных моделях турбулентности и детализациях сетки. Проведено взаимное сравнение результатов по основным гидродинамическим характеристикам, а именно осредненной и мгновенной скорости, турбулентной кинетической энергии, а также дана оценка вспомогательного параметра Y+In this paper, we present a comparative evaluation of the results of numerical simulation of hydrodynamic processes in the MHD system under various models of turbulence and mesh. The results are compared on the basis of the main hydrodynamic characteristics, namely, the averaged and instantaneous velocities, turbulent kinetic energy, and the auxiliary parameter Y + is estimate

Study of the Longitudinal Edge Effect in Bilateral Linear Induction Machines with Liquetallic Rotor

В данной статье проведен анализ электромагнитного поля плоской линейной индукционной машины с помощью аналитического метода математического моделирования. Получены графики электромагнитных характеристик машины с учетом продольного краевого эффекта при различных величинах скольжения и коэффициента добротности. Также проведена сравнительная оценка влияния продольного краевого эффекта на показатели машиныThis article analyzes the electromagnetic field of a flat linear induction machine with an analytical method of mathematical modeling. Graphs of the electromagnetic characteristics of the machines were obtained, taking into account the longitudinal edge effect at various values of slip and coefficients of quality factor. Also made a comparative assessment of the effect of the longitudinal edge effect on the performance of the machin

Comparative Evaluation of the Results of Numerical Modeling of Hydrodynamic Processes in the System “Bath With a Melt – MHD Stirrer”

В данной статье представлена сравнительная оценка результатов численного моделирования гидродинамических процессов в МГД-системе при различных моделях турбулентности и детализациях сетки. Проведено взаимное сравнение результатов по основным гидродинамическим характеристикам, а именно осредненной и мгновенной скорости, турбулентной кинетической энергии, а также дана оценка вспомогательного параметра Y+In this paper, we present a comparative evaluation of the results of numerical simulation of hydrodynamic processes in the MHD system under various models of turbulence and mesh. The results are compared on the basis of the main hydrodynamic characteristics, namely, the averaged and instantaneous velocities, turbulent kinetic energy, and the auxiliary parameter Y + is estimate

Magnetohydrodynamic Stirrer Liquid Metal with a Non-Sinusoidal Currents

The article compared the induction MHD stirrer liquid metals with sinusoidal and non-sinusoidal periodic currents. On the basis of numerical simulation software product ANSYS, define differential and integral electromagnetic characteristics magnetohydrodynamic stirrer with two-phase and three-phase windings. It is shown that under certain conditions the inductor and the frequency of the supply current, magnetohydrodynamic stirrers with non-sinusoidal currents are more efficient and less energy-intensive than the magnetohydrodynamic stirrers with sinusoidal currents.В статье проведено сравнение индукционных магнитогидродинамических перемешивателей жидких металлов с синусоидальными и несинусоидальными периодическими токами. На основе численного моделирования с использованием программного продукта ANSYS определены дифференциальные и интегральные электромагнитные характеристики магнитогидродинамических перемешивателей с двухфазной и трехфазной обмотками. Показано, что при определенных параметрах индуктора и частоты питающего тока магнитогидродинамические перемешиватели с несинусоидальными токами являются более эффективными и менее энергоемкими, чем с синусоидальными