低頻圓柱感應(yīng)式液態(tài)金屬電磁泵研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文論文題目論文題目：低頻圓柱感應(yīng)式液態(tài)金屬電磁泵研究英文題目英文題目：Lowfrequencyofcylinderinductiontypeliquidmetalelectromagicpumpresearch學(xué)位類學(xué)位類別：工學(xué)碩士研究生姓研究生姓名：姜濤學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)：201202156學(xué)科學(xué)科(領(lǐng)域領(lǐng)域)名稱名稱：材料科學(xué)與工程指導(dǎo)教指導(dǎo)教師：麻永林職稱職稱：教授協(xié)助指導(dǎo)教協(xié)助指導(dǎo)教師：職稱職稱：2015年5月30日分類號(hào)分類

2、號(hào)：TP331TP331密級(jí)：公開(kāi)公開(kāi)UDC：學(xué)校代碼學(xué)校代碼：1012710127內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要隨著磁流體力學(xué)的興起，電磁冶金已經(jīng)成為現(xiàn)代材料加工過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù)之一。電磁泵是利用洛倫茲力驅(qū)動(dòng)金屬液體的裝置，在處理材料的過(guò)程中產(chǎn)生徑向電磁力推送熔融金屬。采用非接觸的方式驅(qū)動(dòng)金屬液體，可以有效地避免外部氣體進(jìn)入造成的金屬氧化，提高材料表面質(zhì)量，改善內(nèi)部組織性能。目前，在冶金領(lǐng)域連鑄過(guò)程中，多采用傳導(dǎo)式電磁泵進(jìn)行液體驅(qū)動(dòng)定

3、量澆鑄。相比傳導(dǎo)式電磁泵，感應(yīng)式圓柱電磁泵具有流量大與揚(yáng)程高等特點(diǎn)。然而，感應(yīng)式圓柱電磁泵因其體積龐大，僅用于大型核動(dòng)力設(shè)備傳輸冷卻劑。本文致力于設(shè)計(jì)制作小型圓柱感應(yīng)式電磁泵，為感應(yīng)式電磁泵在工業(yè)中的普及提供參考。本文計(jì)算建立在電磁驅(qū)動(dòng)理論基礎(chǔ)之上，通過(guò)運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)感應(yīng)式圓柱電磁泵進(jìn)行分析計(jì)算。電磁泵主要由初級(jí)鐵心繞組提供行波磁場(chǎng)，由泵溝內(nèi)金屬熔液作為次級(jí)沿徑向傳輸。文章分別對(duì)電磁泵磁極極數(shù)，初級(jí)鐵心，繞組電流，電源頻

4、率以及其他相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行模擬計(jì)算，探索其各個(gè)部分對(duì)電磁泵工作效率的影響。在分析計(jì)算的基礎(chǔ)上制作相應(yīng)的電磁泵樣機(jī)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，從而驗(yàn)證模擬計(jì)算的可靠性，為樣機(jī)的改進(jìn)提供參考依據(jù)。通過(guò)對(duì)電磁泵各個(gè)部分結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)：磁極極對(duì)數(shù)為偶數(shù)的電磁泵能提供更高的磁感應(yīng)強(qiáng)度。環(huán)繞在泵溝外側(cè)的初級(jí)鐵心排布越緊密，對(duì)繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度利用率越高。而且，中心鐵心厚度以初級(jí)鐵心磁軛厚度為宜。參考各部分結(jié)構(gòu)對(duì)電磁泵工作效率的影響，在設(shè)計(jì)電磁泵時(shí)要根據(jù)所需電

5、磁泵的體積尺寸確定其繞組的承載能力，為電磁泵傳輸壓差、流量等相關(guān)參數(shù)提出合理的設(shè)計(jì)方案。在內(nèi)部裝置結(jié)構(gòu)，外部加載等方面的計(jì)算分析基礎(chǔ)上，本文成功制作出一臺(tái)長(zhǎng)310mm，直徑250mm的感應(yīng)式圓柱電磁泵，該泵額定線電壓120v，線電流30A，可提供0.5個(gè)大氣壓與17Lmin的流量。通過(guò)模擬液態(tài)金屬錫在泵中的傳輸，觀察了電磁泵模擬計(jì)算的一個(gè)正弦周期內(nèi)液態(tài)錫中磁感應(yīng)強(qiáng)度、感應(yīng)電流以及電磁力的變化情況。該電磁泵傳輸揚(yáng)程與其對(duì)應(yīng)模型計(jì)算結(jié)果存在