مقاله مدل‌سازی عددی هم‌زمان انتقال حرارت و میدان مغناطیسی در کوره ذوب القایی تحت خلا
مقاله مدل‌سازی عددی هم‌زمان انتقال حرارت و میدان مغناطیسی در کوره ذوب القایی تحت خلا
در این مقاله به بررسی عددی انتقال حرارت و میدان مغناطیسی در یک کوره ذوب القایی خلا پرداخته شده است. برای حل معادلات گرمایش القایی از کوپله‌شدن انتقال حرارت و میدان مغناطیسی به روش المان محدود استفاده شده و با استفاده از یک هندسه صنعتی، مدل کوره القایی شبیه‌سازی شده است. مطالعات انجام‌شده نشان می‌دهد که تاثیر شکل هندسی بوته و سیم‌پیچ، بر مدت‌زمان رسیدن به دمای ذوب به‌طور کامل بررسی نشده و مطالعات عمیق‌تری نیاز است. سعی در این است با بهبود هندسه کوره القایی، در مدت‌زمان کمتری آلومینیوم در کوره ذوب شود. تاثیر نسبت قطر به ارتفاع بوته (در حجم ثابت نمونه) بر مدت‌زمان رسیدن به نقطه ذوب در کوره القایی مورد بررسی قرار گرفته است. با کاهش نسبت قطر به ارتفاع، دما در زمان کوتاه‌تری به نقطه ذوب میرسد.
نتایج نشان می‌دهد که به‌ازای نسبت قطر به ارتفاع کمتر از ۰/۴ تغییر قابل ملاحظه‌ای در دمای میانگین حاصل نخواهد شد. با کاهش ۱۰درصدی فاصله بین سیم‌پیچ‌ها، میانگین دمای ماده افزایش یافته است. با ثابت درنظرگرفتن چگالی جریان سیم‌پیچ و جریان القاشده در ماده گرم‌شونده، اثرات تعداد حلقه سیم‌پیچ القایی بر توزیع دما و شار مغناطیسی نیز مورد بررسی قرار گرفته است و به همین روش صحت مدل‌سازی با مباحث گرمایش القایی مقایسه شده است. تاثیر فرکانس بر دما در نسبت‌های مختلف طول سیم‌پیچ مورد تحقیق قرار گرفته و نتایج نشان می‌دهد افزایش ۴ برابری فرکانس موجب افزایش ۱/۷ برابری دمای میانگین در قطعه کاری می‌شود.
کلمات کلیدی: حرارت القایی، الکترومغناطیس، حل عددی، کوره
