低頻圓柱感應式液態(tài)金屬電磁泵研究.pdf

1、碩士學位論文論文題目論文題目：低頻圓柱感應式液態(tài)金屬電磁泵研究英文題目英文題目：Lowfrequencyofcylinderinductiontypeliquidmetalelectromagicpumpresearch學位類學位類別：工學碩士研究生姓研究生姓名：姜濤學號學號：201202156學科學科(領域領域)名稱名稱：材料科學與工程指導教指導教師：麻永林職稱職稱：教授協(xié)助指導教協(xié)助指導教師：職稱職稱：2015年5月30日分類號分類

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

3、量澆鑄。相比傳導式電磁泵，感應式圓柱電磁泵具有流量大與揚程高等特點。然而，感應式圓柱電磁泵因其體積龐大，僅用于大型核動力設備傳輸冷卻劑。本文致力于設計制作小型圓柱感應式電磁泵，為感應式電磁泵在工業(yè)中的普及提供參考。本文計算建立在電磁驅(qū)動理論基礎之上，通過運用ANSYS有限元分析軟件對感應式圓柱電磁泵進行分析計算。電磁泵主要由初級鐵心繞組提供行波磁場，由泵溝內(nèi)金屬熔液作為次級沿徑向傳輸。文章分別對電磁泵磁極極數(shù)，初級鐵心，繞組電流，電源頻

4、率以及其他相關結(jié)構(gòu)參數(shù)進行模擬計算，探索其各個部分對電磁泵工作效率的影響。在分析計算的基礎上制作相應的電磁泵樣機進行相關實驗，從而驗證模擬計算的可靠性，為樣機的改進提供參考依據(jù)。通過對電磁泵各個部分結(jié)構(gòu)的計算分析發(fā)現(xiàn)：磁極極對數(shù)為偶數(shù)的電磁泵能提供更高的磁感應強度。環(huán)繞在泵溝外側(cè)的初級鐵心排布越緊密，對繞組產(chǎn)生的磁場強度利用率越高。而且，中心鐵心厚度以初級鐵心磁軛厚度為宜。參考各部分結(jié)構(gòu)對電磁泵工作效率的影響，在設計電磁泵時要根據(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、流量等相關參數(shù)提出合理的設計方案。在內(nèi)部裝置結(jié)構(gòu)，外部加載等方面的計算分析基礎上，本文成功制作出一臺長310mm，直徑250mm的感應式圓柱電磁泵，該泵額定線電壓120v，線電流30A，可提供0.5個大氣壓與17Lmin的流量。通過模擬液態(tài)金屬錫在泵中的傳輸，觀察了電磁泵模擬計算的一個正弦周期內(nèi)液態(tài)錫中磁感應強度、感應電流以及電磁力的變化情況。該電磁泵傳輸揚程與其對應模型計算結(jié)果存在