熱鍍鋅低頻電磁封流的有限元數(shù)值模擬.pdf

1、隨著汽車、家用電器、電腦等行業(yè)的迅猛發(fā)展，鍍鋅板在人們日常生活中的需求量日益增加。然而，傳統(tǒng)的熱鍍鋅工藝中，沉沒輥對鋼帶造成的表面缺陷、沉沒輥對鋅液的污染及沉沒輥的自腐蝕大大地制約著鍍鋅板質量和產量的提高。取消沉沒輥，實現(xiàn)無沉沒輥熱鍍鋅工藝成為迫切的需要。電磁封流熱浸鍍技術為解決以上問題提供了新的途徑。
　　目前，國內外的電磁封流熱浸鍍技術尚屬于實驗研究階段。為此，本文以電磁學理論為出發(fā)點，嘗試對電磁封流技術進行數(shù)值模擬研究，尋找

2、影響電磁封流的各種因素及其變化規(guī)律，為實驗研究提供理論依據(jù)。
　　以數(shù)值模擬輔助實驗研究，不僅能夠得到更加詳細、準確、全面的數(shù)據(jù)結果，同時也會大大縮短科研周期。因此，本文以低頻行波磁場理論為基礎，推導出了電磁封流的理論公式，利用ANSYS數(shù)值模擬軟件，運用麥克斯韋電磁方程組作為控制方程，在經過合理的簡化后，構建了數(shù)值模擬模型，用以模擬電磁封流過程。并依據(jù)此模型設計并制造了實驗設備，通過實驗數(shù)據(jù)與模擬結果的對比，從固態(tài)懸浮到液態(tài)磁封

3、兩個方面驗證了計算模型與計算方法的正確性。
　　電磁封流過程的數(shù)值模擬是通過ANSYS模擬軟件中電場與磁場的直接耦合方式計算實現(xiàn)。通過研究鋅液周圍磁場、鋅液內部感生電流及鋅液所受電磁力的變化規(guī)律，得到了電流強度、電流頻率等加載參數(shù)；鍍槽與磁極間隙及相對位置；以及鍍槽寬度及鍍槽材質對鋅液所受電磁力的影響規(guī)律。結果表明：在本文計算條件下，當電流強度為80A，電流頻率為50Hz時可以獲得最佳的電磁力；磁極與鍍槽的間隙不大于7.5mm時，