Математическое моделирование дуговой гарнисажной плавки высокореакционного металла в атмосфере аргона

С. М. Нехамин; П. М. Данильцин; А. Ю. Чурсин

doi:10.71759/ycag-ct78

Математическое моделирование дуговой гарнисажной плавки высокореакционного металла в атмосфере аргона

С. М. Нехамин, П. М. Данильцин, А. Ю. Чурсин

Аннотация

Выполнена постановка задачи численного моделирования процессов теплообмена дуги с катодом и расплавляемым металлом дуговой печи с нерасходуемым электродом. Математическое моделирование процесса формирования фазы гарнисажа при дуговой плавке высокореакционных металлов в водоохлаждаемом тигле выполнено на основе решения задачи Стефана. Проведён комплекс расчётов режимов горения дуги в атмосфере аргона при атмосферном давлении между вольфрамовым электродом и расплавом титана с учетом резко нелинейных температурных свойств плазмы. По результатам математического моделирования определено распределение скоростей, температуры, давления тока, рассчитаны тепловые потоки на электроды, вольт-амперные характеристики дуги в зависимости от её длины. На основе разработанной 3d-модели выполнен стационарный расчёт теплообмена при гарнисажной плавке титана в водоохлаждаемом медном тигле.

Ключевые слова

дуговая печь с нерасходуемым электродом, плавка в атмосфере аргона, моделирование электрической дуги, тепловой расчёт медного тигля, вольт-амперная характеристика дуги

Полный текст:

PDF

Литература

Патент № 223184, Российская Федерация, МПК F27B 17/02. Лабораторная вакуумная дуговая печь для переплава стружки из высокореакционных металлов и сплавов: № 2000129571/02: заявл. 28.11.2000: опубл. 27.06.2002 / Маньков Александр Анатольевич. — 6 с.

Рыкалин, Н. Н. Расчёты тепловых процессов при сварке: монография / Н. Н. Рыкалин, А. А. Ерохин. — М.: МАШГИЗ, 1951. — 296 с.

Кухарев, А. Л. Моделирование электрической дуги на базе уравнения магнитной гидродинамики / А. Л. Кухарев. Сборник научных трудов ДонГТИ 2023. № 30 (73). — Алчевск, ЛНР, 2023. — 10 с. ISSN 2077 – 1738.

Darmadi, D. Predicting temperature profile and temperature history for varied parameters of a welding process using Rosenthal’s approach for semi-infinite solid / D. Darmadi. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences VOL. 11, NO. 2, JANUARY 2016. — University of Brawijaya, 2016. — 6 с. ISSN 1819 – 6608.

Сomsol multiphysics reference manual // Сomsol: электронно-библиотечная система. URL: https://clck.ru/3PPEUs (Дата обращения: 19.02.2024).

Comsol multiphysics plasma module user’s guide // Comsol: электронно-библиотечная система. URL: https://clck.ru/3PPEWW (Дата обращения: 19.02.2024).

Comsol multiphysics heat transfer module user’s guide // Comsol: электронно-библиотечная система. URL: https://clck.ru/3PPEcT (Дата обращения: 19.02.2024).

Comsol multiphysics ACDC module user’s guide // Comsol: электронно-библиотечная система. URL: https://clck.ru/3PPEi5 (Дата обращения: 19.02.2024).

Comsol multiphysics CFD module user’s guide // Comsol: электронно-библиотечная система. URL: https://clck.ru/3PPEm7 (Дата обращения: 19.02.2024).

DOI: http://dx.doi.org/10.71759/ycag-ct78