автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.05, диссертация на тему:Анализ электромагнитных процессов при формировании свободных границ жидких металлов

РГ6 од

1 9 ДПР 1993

АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ

На правах рукописи

"" ЗАЛОЗШЯ Владимир Иванович

АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ' СВОБОДНЫХ ГРАНИЦ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ

Специальность 05.09.05 - теоретическая электротехника

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киев - 1993

Работа выполнена в Институте электродинамики АН Украины

Научньа руководитель - доктор технических наук, профессор

A.Ф.КОЛЕСНИЧЕНКО-

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

B.Ф.РЕЗЦОВ

кандидат технических наук, старший научный сотрудник З.Х.БОРУКАЕВ '

Ведущее предприятие - Донецкий государственный институт

цветных металлов

Защита состоится '0.1} 1993 г. в п час. на

заседании специализированного совета Д 016.30.03 по защите диссертация при Институте электродинамики АН Украины по .адресу» 252680, Киев - 57, прасгакт Победа, 06.

С диссертацией можно, ознакомиться в библиотеке Института электродинамики АН Украины.

• Автореферат разослан оЬН • 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор технических наук

В.С.ОЕДШ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время большое внимание уделяется созданию энергосберегающих технологий, которые основаны на использовании прикладной технической электродинамики. На ее основе создан ряд новых технология. Появление и широкое использование в промышленности МГД насосов, МГД грануляторов, МГД сепараторов, устройств для перемешивания и транспортировки дадгаос металлов, ■ электромагнитных кристаллизаторов - далеко не полный перечень базового оборудования для создания комлексных автоматизированных технологий при получении заготовок черных и цветных металлов вьгаокого качества, для эффективного применения которых необходим их детальный электродинамический расчет.

Весьма перспективным направлением является создание электромагнитных систем, которые способны целенаправленным электромагнитным силовым воздействием устранить контакт расплавленного металла, представляющего■собой агрессивную среду, с различного рода стенками, представляющие собой .технологические звенья. Особенно остро эта проблема стоит в тёх.устройствах, где имеются подвижные части. Например, в системах получения листовой металлической заготовки с помощью машин непрерывного литья <ШШ валкового типа.

Специфика использования и режимов работа силовых электромагнитных систем для цзлеа удержания жидкого металла обусловливает гидродинамические возмущения, приводящие к искажению форм свободных границ. Последнее обстоятельство вызывает повышенный интерес к исследованию структуры электромагнитных полей с учетом конкретных геометрических размеров и основных параметров, характеризующих данный физический процесс, и требует поиска технически приемлемых решений. Аналогичные задачи характерны и для других электротехнических устройств с жидкометаллическим рабочим телом.

Таким образом, анализ электромагнитных процессов .три формировании свободных границ жидких металлов имеет большое народнохозяйственное значение, представляет существенный научный и практический интерес.

Настоящая работа выполнена в соответствии с планами Института электродинамики АН Украины в рамках Всесоюзной научно-технической программы "Провести экспериментальные работы, разработать техноло-

ч

гио, создать оборудован!© для непрерывного литья.тонких полос {толщиной 1-10 мм) для последующей холодной деформации и тонких слябов, «толщиной 20-60 мм) дая чистовой горячей прокатки"' (постановление ГКНТ СССР N 202 от 29.08.87г., распоряжение Президиума АН УССР N1759 от 19.08.87г.>, а также НКР "Разработать новые энерго - и материало-сберегаюз^э технологии силового и термического воздействия на металлы с помощью электромагнитного поля, создать электротехнические средства доя их реализации", шифр темы "Ранг", номер гос. регистрации 01.86.0032910.

Целью работы является исследование структуры электромагнитных полая и их влияние на формирование свободных границ жидаих электропроводных сред методами математического и физического моделирования; .разработка численно-аналитических методик, алгоритмов и программ дая. анализа электромагнитных процессов в МГД устройствах. Обьегсгом • практического приложения таких', расчетных схем избрзн двухвалковый электромагнитный кристаллизатор (ДЭН) с магнигоуплотняемыш торцами. '

Ксх.одя из сказанной цели решались следующие задачи:

1.Построониэ математической модели электромагнитных процессов в жидких проводниках при формировании их свободных границ.

2.Разработка алгоритмов расчета стационарны?' электрического и магнитного цолеа по торцам ДЭК на основе комбинировзного использования метода частных решений и сеточного метода.

3.Обоснование, и исследование электромагнитных систем формирования свободных границ жидкого металла по торцам ДЭК с учетом конструктивных особэнностел и линейных размеров устройства.

4.Разработка математической модели анализа магнигогищродинэми-ческих процессов в жидком метала© под воздействием объемных электромагнитных сил СЭМОС) в торцевых зонах двухвалкового кристаллизатора.

5.Разработка пакетов программ, реализующих данные алгоритмы, рассчёт магнитных давления и определение положения свободных поверхностей расплава на основе численных и физических экспериментов.

6.Исследование особенностей распределения даоулэвого тепловвде-ления и его влияние на процесс кристаллизации в жидком металле.

7.Определение параметров, источников. питания систем удержания расплава электромагнитными полями на торцах ДЭК и выработка рекомендаций на их разработку. '.•..•■•'' Методы исследования. В теоретических и экспериментальных исслэдо-

ваниях использованы основные положения теории электрического к магнитного нолей, магнитной гидродинамики, аналитические и численные метода решения уравнения для потенциалов электрического и магнитного полез, методы вычислительной математики, числ^яныз и физический эксперимент.

Научная новизна рассматриваемых в работе вопросов состоит в том, что впервые получено аналитическое решение задзчи электромагнитного поля по торцам ДЭК в случае» когда электрический ток подводится к торцу одного валка и снимается с торца- другого. Новыми являются методика определения положения свободных границ жидкого металла по горцам валкового кристаллизатора, которые испытывают действие электромагнитного по ч. Это позволяет расчитывать границы расплава в зависимости от параметров электромагнитных источников и линейных размеров ДЭК.

•Разработана математическая модель анализа МГД явлений по торцам ДЭК'для физических переменных. Электромагнитные давления определены ■методом последовательной верхней релаксации., Получены ранее Неизвестные выражения для определения давления за границе, которые включают параметр релаксации.. Эти выражения могут быть использованы для анализа физических процессов, описываемых аналогичными моделями. Исследованы кинематические структуры МГД потоков жидкого металла по торцам ДЭК в электромагнитном полэ.

Полученные путем численного и физического моделирования электромагнитные характеристики в жидком металле ДЭК при различных электромагнитных ситуациях.

• Основные положения, выносимые на защсту.

1.Математическая модель электромагнитных процессов в жидком металла со свободными границами в области с бицилиндрической симметрией.

2.Новый подход к исследованию электромагнитных полей ДЭК с учетом его геометрических особенностей, основанный на раздельном моделировании их в межвалковом пространстве и теле валка.

3.Методика расчета электромагнитных полэй в жидких электропроводных -средах со свободными границами для различных электромагнитных ситуаций и изобретенных при участии автора магшттньй систем.

4.Обоснование круга факторов, влияющих на процесс формирования 'замкнутых конфигураций жидкого металла в электромагнитном полэ с поморью электромагнитных сия.

б

5.Алгоритмы расчета электромагнитных полей, МГД теченм в жишсом металле, основанные на использовании численно-аналитических методов.

6.Результаты численного и физического моделирования электромагнитных полей по торцам ' двухвалкового кристаллизатора для различных электромагнитных ситуаций.

Практическая ценность диссертационной работы состоит в создании методики, алгоритмов и программ расчета распределения плотностей тока, магнитного поля, электромагнитных сил, давлений, поля . скоростей в торцевых зонах валкового кристаллизатора и определение условия, при которых расплав, удерживается от вытекания электромагнитным полем и формируется боковая кромка листовой заготовки.

Созданные в результате работы программы позволяют рассчитывать электромагнитные поля, обусловленные ими МГД процессы в расплавах при измзнеЕии геометрических размеров конструкционных элементов машин непрерывной разливки, что дзет возможность использовать их вка-честве основы при разработке математического обеспечения систем автоматизированного проектирования МГД устройств различного назначения. Внедрение результатов диссертационной работы. Результаты моделирования использованы при проектировании новых образцов МКЛЗ НИИ Тяж-каш ПО "Уралмааг. Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы составляет 472,3 тыс.руб. в год в ценах 1889 г. Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были доложены, обсуждены и одобрены на 6-м Меадународном конгрессе по чугуну и стали <г.Нагоя, Япония, 1990г.), Международной конференции "Математическое моделирование. • в технологических процессах" <г.Сан-Диэго, США, 1992 г.) Всесоюзной научно-технической конференции "Математическое моделирование в энергетике" сг.Киэв, 1990г.), Всесоюзной НТК "Прогрессивные процэссы плавки и литья цветных металлов и сшивов" сг.Артемовен, 1989г.), Всесоюзном НТО "Повышение качества плоского проката из тяжелых цветных металлов" <г.Москва, 1988г.), Республиканском научно-техническом семинар© "Повышение эффективности электротехнических МГД устройств" (г.Киэв, 1989г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано II печатных работ. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Об-

т

щиг объем работы составляет 192 страницы, включая I таблицу по тексту, 48 рисунков, список литературы из ИЗ наименований.

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность работе, сформулирована цель и основные задачи. Дана краткая характеристика работы, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой глава выполнен обзор существукида: литературных источников по вопросам удержания жидкого металла в электромагнитном поле. Рассмотрены аспекты использования этого «вления з технологических МГД-устрояствах. Отмечено, что элэкгритехническим устройствам с вдвдомэталлическим рабочим телом, находящемся под воздействием электромагнитного поля, свойственны электровихревые течения, которые играют важную роль в технологических процессах. В частности, циркуляция металла в электромагнитном поле приводит к подавлении роста дендритов, гомогенизации лигатур, выравниванию температур и др. С другой стороны, движение металла обуславливает нестабильность свободйых границ, возможное вовлечение в слиток шлаков, газов и т.п.'Поэтому важной практической задачей является определение параметров МГД течений и приемлемость их для рассматриваемых технологических процессов. В связи с этим возникает повышенный интерес к исследованию структуры электромагнитных полей и особенностей его распределения в жидком металле.

Выполнен обзор существующих методов расчета электромагнитных и МГД полей. Отмечено, что область, занятая жидким металлом в этт устройствах, имеет сложную конфигурацию, и решение задачи шля не удается получить в аналитическом вида. Обоснован комбинированный численно-аналитический подход к решению поля в сложных областях, который позволяет снизить погрешность расчетов и сэкономить ресурсы ЭВМ.

Вторая глава посвящена математическому моделированию электромагнитных' процессов в жидком металле, помещенном в (пжвалковое пространство' и испытывающем действие электромагнитного шля. В этой ситуации от источника тока стационарный электрический ток протекает от торца одного валка к торцу другого валка, . замыкаясь через жидкий металл.

Электрическое голе в системе валок-жидкий металл характеризуется его потенциалом и<х,у,г), который удовлетворяет уравнению Ла-пласса. Расчет поля в валке выполнен в цилиядр:гчвской системе координат согласно расчетной схеме, показаноа на рис.1.

Уравнение для потенциала ю:еат ввд

I а . о и. р а

X 2

р

а2!;

О; <15

Рис.1.

аг

Граничные условия а и | л а и

. I с О: -

в р 'ар

'/>/5 при о. - о - ао

0} при а - ао- 2гг

а и а г

2*0

3°/ут> при Р - гг5 о; при р - г - я 5

Я и а г

2*1

(2)

о,

где плотности тока в токоподводящх шинах; г - электропроводность валков; 1п - нормальная к поверхности валкоЗ составляющая плотности тока в расплаве.

Выполнив преобразования краевой задачи <1>-<2> в соответстви с методом разделения переменных, получим два независима уравнени типа модифицированных уравнений Бесселя, а именно*

<п)

<п>

1 О , т .

7 3?(р ~~5р~ '

С-

Г

нь<п) « л ао

р с!р р

) - <-

) а

* • «

П , . 1п) — ) ь 2 т

Р

«<р>|

Я/(р} ,

(3)

(4)

где 6 (р> ,Ф(р> известные функции.

В процессе решения уравнений (3,4> потенциал злектрическог

шля представлен в ввде суммы рядов Фурье, коэффициентами в которых являются линейные комбинации модифицированных функция Бесселя первого и второго рода «п-го порядка»

00 . , 00 00 . -,, n r . н in] nrrz _ _ — In/ nfiz

U = 0.5 a E a0 coa—j— a ¡¡ t £ ^ cos-r¡— cos ma +

n=0 mol n~0

oo , ■

S. (n) niZ . ч

Ь cos—;— ein та 3, <5>

»ml n»0

где а = У I (

Расчет поля в межвалковом пространстве выполнен в бицилиндри-ческой системе координат, когда уравнение ?дя электрического потенциала имеет вид

chT * са*а с + ) - о, С6)

а отг до*

а граничные условия для области abcd, показанной на рис.2, запишутся следующим образом!

9 U

9 о

О?

9 u

9 а

О; U

О.

<7)

где Г, а - координаты бицилиндри-ческой системы, ио- электрический потенциал на поверхности валка. Плотности тока в валке и расплаве получены по известному соотношению j - у дгас! и.

Вычисление плотностей тока выполнено с помощью ЭВМ, причем для вычисления суммы рядов Фурье использовано 25 их членов, что соответствует погрешности 0.5%.

Распределение индукции магнитного поля в расплаве определэ-

Рис.2.

но путем численного интегрирования по распределенным источникам в соответствии с выражением

4 п

v

ЙУ,

(в)

где 1г- единичный вектор, направленный от точки интегрирования к точке наблюдения; г - расстояние мезду этими точками; яо- магнитная проницаемость воздуха.

После опредзления в в расплаве расчитана плотность распределения электромагнитных сил * 1

* = Л X в, С?)

а затем и давления в расплаве по условиям магниго1щр°статики путем численного интегрирования электромагнитных сил

р„.,= л (ix + « йу + + соп51:.

СМ X " у у л 1

(10)

Получены характеристики распределения электромагнитных давлений в жидком металле, которые в интегральном план8 отражают распределение J, в, к f, и представлэкы на рис.3.Сравнивая положенно этих кривых и линии им, характеризующей гидростатическое давление,можно судить о возможности компенсации сил тяжести силами электромагнитного происхождения. Точки пересечения этой линии о линиями электромагнитных давлений характеризуют равновесие действующих в металле массовых сил. Совокупность таких точек представляет собой свободную поверхность металла, а их координаты позволяют судить о форме этой поверхности. В тех случаях, когда электромагнитное давление не соответствует гидростатическому, происходит изменение положения свободной границу расплава, что влечет за собой перераспределение параметров электромагнитного поля, обусловленное деформацией расчетной области. В этой ситуации вычислительный алгоритм основан на

выполнении итерационных расчетов. —тппгй и ю и *» Вычисления ведутся до выполнения Рис.3.

и

условия

- гЧ а Щ)

где г*, г*/1" - координаты свобод-ног поверхности в ¿-той точке на ' б-оя итерзции? к»1,2,... Применение изложенной методики позволяет упростить машинную реализацию этапа определения электромагнитных полей, локальных и интегральных силовых электромагнитных характеристик и положение свободных границ в электротехнических устройствах с яшдкометаллическим рабочим телом.В этой главе выполнены расчеты параметров электромагнитного поля и определена положение свободных границ при различных уровнях металла в валковом кристаллизаторе.На рис.4 показано расчетные полоягания свободных границ жидкого металла «сплошная линия) и полученные на физической модели «пунктирные линии).

Третья глава посвящена анализу электромагнитных процессов' в жидком металле, который испытывает действие скрещенных электрического и магнитного полей. Математическое моделирование выполнено с использованием скалярных потенциалов электромагнитного поля.-Расчет выполнен с помощью метода сеток. Для определения характеристик электромагнитного поля обоснован подход, который базируется на использовании методов расчета режимов электрических сетей. Здесь реализован модифицированный метод контурных уравнений.В работе показано,что погрешность аппроксимации уравнений Лапласа и • Пуассона для потенциалов при использовании этого подхода не превышает погрешности других методов, используемых для расчета электромагнитных полей, например, метода конечных разностей. В этой главе разработаны алгоритмы расчета трехмерных элэкгромэгниг-

Рис.4.

ных полей в линейных кусочно-однородных средах. А также разработа ны программы, реализующие эта алгоритмы. С помощью созданного пакета программ выполнены ' многовариантные численные расчеты электромагнитных характеристик в жидком металле.

Краевая задача относительного магнитного скалярного потенциала ат с ферромагнитными торцами валков формулируется следующим образом

д$ = О; П2>

Ш

Граничные условия!

ай

« i » 1Ы/2-, в i - ш/4| - о;

п» I т | _ , . ОП 1 Л

з х-И +Д/2 . |2»0

1 1 • 1 о 1

<13)

в& ОЪ

т

вп

О; --

Лп

о;

у«0

- О;

где ш -намагничивающая сила катушею - поверхность валков; яо .- радиус валков; д - толщина заготовки; & - расстояние на котором выполнено условие. ± 0.

Расчет электрического поля выполнен аналогично для его потенциала и, а именно!

д и = 0; <14)

с 1раничными условиями

± где б - площадь контактов токоподвода и

о и „ токосъема; 1-подведенныа ток; г-электро-

о п. проводаость;

О, на остальной поверхности расплава.

■Результаты. решения этих задач позволили определить оптимальные электромагнитные параметра для удержания жидкого металла по торцам валкового кристаллизатора и выбрать необходимые источники питания. .

Здесь также рассмотрено термическое действие электрического тока в жидком металле и его влияние на процесс кристаллизации. Численные . расчеты подтвердили, что даоулвво тепловыделение в

металле составляет не более 5г. от всего тепла, которое необходимо отобрать и, следовательно, не влияет существенным образом на процесс кристаллизации.

Приведены результаты расчетов плотностей тока, магнитного поля, электромагнитных сил и давления в жвдком металле.

В четвертой главе рассмотрено влияния поля электромагнитных сил на МГД течения в жидкой части кристаллизующегося слитка, отливаемого в валковом кристаллизаторе.

Урззнение Навье-Стокса для жидкого металла, находящегося в электромагнитном поле, в электродинамическом приближении имеет вид!

+ CVVJ V ---i TP + divCi> W) + — О x В)

а t Р (15)

divV = О.

Граничные условия на поверхности раздела расплава с твердой коркой и свободной границе •запишутся следующим образом

V «= О, С16)

где v - вектор скорости; t - время; р - давление! J - вектор плотности тока; в - индукция магнитного поля; р - плотность расплавленного металла; i>T- коэффициент турбулентной вязкости.

Решение задачи <15) - аьу выполнено методом установления. Основная вдея его заключается в том, что вместо стационарной задачи решается нестационарная задача до того момента, пока результаты ее решения не будут меняться в пределах заданной точности. Система нестационарных уравнений . решена методом расщепления. Идея метода, как известно, состоит в сведении многомерного нестационарного уравнения сохранения импульса к. цепочке одномерных нестационарных уравнений. Метод расщепления позволяет использовать как явные, так и неявные схемы. Однако, для задач с учетом вязкости распространены неявные схемы, и, следовательно, они использованы в данной работе..

Повышение быстродействия вычислительной процедуры достигается путем преобразования уравнений (15). в результате этого получено уравнение Дузсссна для давления в ввдэ«

ДР „ -РСС-^-А С-^-А 2 - и Г«*В|. С17>

1 у а г Ладу

Граничные условия

2=0; 2 « 1; и » V = О; Р - Р +■ Р_ _+ Р ( * ' ' . о ЭЛ сг

у » 0; I) « 0,1 М/с; и - О; Р - Ро+ Рдл* Р^; <18}

у - Ь5 и - V - О; -

а п 1 ву

где ро - атмосферное давление; рэл-электромагнитное давление на поверхности; р^- давление поверхностного натяжения.

Решение задачи С17>Ч1в) выполнено методом последовательной верхней релаксации. Определение давления р на границе и внутренних узлах выполнено по единообразным формулам, содержащим параметр релаксации со;

Расчет поля скоростей и давлений ведется в два этапа. На первом определяется поле скоростей на предыдущем временном шаге, а затем по вычисленным скоростям - давления в узлах сетки. Систе-' мы уравнений для определения поля скоростей методом расщеплении иуэжгг вид>

а ь а у р а у 4 о у* Р у

(19)

«20 >

o.s 2-2- ♦ + 0.5 i- tZ - V t-L.о.з 1- (J к В)

at а у ' píi ' Jy' р *

0.5 2JL + v£U + 0.5 Í. ..¿»3L + 0.5 2- и к в»

a t г a z pay та г' р у

o.s + + о.з i- £-Е - + о.5 L (j , в,

»t & i р a i р *

Приемлемость разработанного алгоритма и достоверность вычислении с помощью численного эксдаримента путем дробления шага расчетной сетки. Установление решения стационарной задачи по расчету поля скоростей q точностью с s 0,1* происходит за 180 - 200 шагов с

• интервалом по времени 5 НГ*с на основании выполнения условия в виде

п+к п п+к п

«ах - - V. .»! 5 <21)

' I » j • ...

где - номера точек. " [ ~ ]

На рис.5 представлен характер ^ \ 4 » » * МГД течения в расплаве и эпюра ' ч ч \ * > * ' скоростей в случае возникновения * -ч » "" > у электромагнитных сил от взаимодей- 1*. ^ \ ' * ствия вертикального электрического .—*—г—- < ' .

тока и горизонтального магнитного -г~ ->—^ ^ ' |

поля. Ту „, •

В этой главе рассмотрено также Т

физическое моделирование электромаг- 6 ©—" Ь'бОмц

нигных процессов по торцам ДЭК. С ^

этой целью изготовлены модельный ® ^

стенд и опытная установка ВК. Достоверность принятых математических моделей и результатов их расчета подтверждается удовлетворительным совпадением с исследованиями на физических моделях.

В приложении приведены документы, подтверждающие практическое использование результатов работы, и расчет ожидаемого экономического эффекта от их внедрения.

Основные выводы по работе

1.Выполнен анализ электромагнитных процессов в жидком металле МГД устройств с бицилиндрической симметрией в электродинамическом приближении. С учетом разницы элвктропроводностэа материала валков и расплава моделирование электромагнитных полей в валке и межвалковом пространстве выполнено раздельно. Погрешность такой идеализации не превышает 10к, что удовлетворительно для инженерных вычисления поля электромагнитных сил и даоулевых тепловыделений в кристаллизующихся металлах.

2.Решена линейная краевая задача распределения потенциала электромагнитного поля по торцам ВК. В результате получены аналитические выражения для плотностей тока в жидком металле и

Л \ ч

\ \ ч

*

\

5©-

■I;

Л 3 бОММ

рис.5.

теле валка. Решение представлено в ввдэ суммы бесконечного рада, члены которого являются произведением линейных комбинация модифицированных функций Бесселя и тригонометрических функций. Для получения точности решения с £ 0,5'/. достаточно взять не более 25 членов ряда.

3.Исследована структура электромагнитного поля и поля, электромагнитных « в жидком металле в области с бидогандрической симметрией. Выявлено, что в случае взаимодействия горизонтального электрического поля с собственным магнитным в области жидкого металла имеется зона практически однородного магнитного поля. Распределение объемных электромагнитных сил определяется законом распределения плотностей тока.•В случае взаимодействия скрещенных электрического и магнитного полей их распределения носят явно выражены® неоднородный характер, причем зоны "их высо;сих значений совпадают и расположены в узкой части- межвалкового пространства. Значения составляющей электромагнитных сил на два порядка нижа остальных. Это;обстоятельство позволяет моделировать МГД течения в двухмерной области.

4.Разработана методика расчета электромагнитного поля в жидких электропроводных средах с деформирующейся под действием электромагнитных сил грзнипэя. .Расчиганныэ по предложенной методике электромагнитные характеристики и положения свободных границ жидкого металла имеют удовлетворительное совпадение с экспериментальными результатами.

5. Исследованы распределения джоулева тепловыделения в расплаве и выполнены инженерные оценки его'' влияния на тепловые процессы. Зоны максимальных их значений находятся в узкой части межвалкового пространства. В результате установлено, что даоулева диссипация энергии не превышает 5х теплоты фазового перехода и не может оказать существенного влияния на ход процесса кристаллизации. •

в.На основании анализа поля электромагнитных сия и процесса удержания жидкого металла в электромагнитном поле, сопоставления экспериментальных и расчетных данных предложено технические решения установок, реализующих электромагнитное формирование боковых поверхностей яепрерывнолигых. листовых заготовок с использованием ферромагнитных . вставок в конструкцию

валков-кристаллизаторов.

7.На основе предложенной математической модели разработаны численные алгоритмы и пакеты программ для анализа 'электромагнитных.процессов в жидком металле по торцам ДЭК, которые позволяют с приемлемыми затратами малинного времени и удовлетворительной для практики точностью расчитывать характеристики в реальных МГД устройствах.

По теме диссертации опубликованы следующие работы; 1.8алозный В.И.. Колесниченко А.О.. йценко Б.А., Оценка эффективности " электромагнитного уплотнения торцов валкового кристаллизатора для непрерывной отливки стального листа. //Техн. 'электродинамика.-1988,-n5, с.15-17.

2.Колесниченко А.О., Залозный В.И., Ющзнко Б.А. Повышение качества тонкого листа металла путем ' электромагнитного формирования его торцов в' валковом кристаллизаторе//Тез.докл. Всосоюзн. н.т.с. "Повышение качества плоского проката из тяжелых цветных металлов", Москва, 1988, с.16.

З.Залознъга В.И.. Колесниченко А.Ф., Ющенко Б.А. Электромагнитное формирование торцевых границ металлического листа, отливаемого в валковом кристаллизаторе .'//Тез. докл. Всесоюзн. н.т.к. "Прогрессивные процессы плавки и разливки цветных металлов и сплавов", Москва, 1989, с.12.

4.Гориславец Ю.М., Колесниченко А.Ф., Ющенко Б.А., Эркенов Н.Х., Волченко С.А., Залозный В.И. Магнитогщзродинамлческие системы плавки и непрерывной разливки металлов.//Препринт n672, ЮД ан УССР, Киев, 1990/ 18с. .

5.Залозный В.И. Моделирование электромагнитных процессов в торцевых зонах валкового кристаллизатора.//Тез. докл. Всесоюзн. н. т. к. "Математическое моделирование в энергетике", ч.2, Киев, 1990, с.128.

6.A.F. Kolesnichenko, В.A. Yushchenko, V.I. Zalozny. Electromagnetic retention of steel melt on the feces of the roll mould.//The Sixth International Iron and Steel Congress. Vol .4,Stoelmaking 2, Nagoya, Japan, 1990. p.p.446-45'%

7.A.F. Kolesnichenko, N.Kh. Ehrkenov, V.I. Zalozny Numerical simulation of velocity fields in the liquid phase of the metalic

и

Ingot cast in the electromagnetic two-roll mould.//Magnetohydrody-namics in Process Metallurgy Ed. by J.Szekely, J.W.Evans, K.Blazek, N.El-Kaddan, TMS, 1991, p.197-201.

в.Залозный В.И., Колесниченко А.Ф.., Эркенов Н.Х., КХценко Б.А. . Численное моделирование поля скоростей в кадкой фазе металлического слитка, испытывающего действие электромагнитных рил.//Техн. электродинамика. n4, 1992, с.10-17. Э.Бутенко А.Л., Залозный В.И., Сторожук А.И., Юцэнко . Б.А. Расчет • плотностей тока в торцах валкового кристаллизатора. //Преобразование параметров электрической энергии в энергетических и технологических установках. - Сб. научн. тр., Киев, 1991, с.143-144.

10.A.c. N 1692724, МКИ В22ДЕ1/06. Устройство для непрерывного литья металлической листовой заготовки. /Беренов А.Д., Залозный В.И..Колесниченко А.Ф. и др./

11.A.c. N 1692725, МКИ В22Д11/06. Устройство непрерывного литья металлической листовой заготовки./Беренов А.Д., Залозньш. В.И. ,' Колесниченко А.О. и др./ •'

Вклад автора. В работах с1-4, 6-9J написанных в соавторстве, автору принадлежит идея раздельного моделирования электромагнитных полей в телах с бицилиндрической симметрией, а именно, в межвалковом пространстве и непосредственно в теле валка. Разработка численно-аналитического метода, расчета этой системы. Автором такш обоснована методика итерационного определения -положения свободных границ жидкого металла в условиях изменяющейся расчетной области. Алгоритмы и программы для расчета электромагнитных полей, используя метода расчета режимов электрических цепей в работах с2,3,бз, разработаны совместно.с Оценке б.А. Участие автора в clO.ID определяется согласно справок о творческом участии.

Подписано к печати 16.03,1993 г, формат 60x84/16 . Бумага офсетная Уол.-печ. лист.(ДУч.-ивд. лист 1,0. Твракюо, Заказ319, Бесплатно_. ■ ■ '■

Полиграф, уч-к Института ялектроявнамики Ж Украины, Г 252357, Кивв-57, проспект Победа, 56.