Numerical and experimental investigation of heat transfer process in electromagnetically driven flow within a vacuum induction furnace

این مقاله یک مطالعه عددی پیشرفته از عملکرد کوره الکتریکی القایی را ارائه می دهد. اتصال دو طرفه میدان های الکترومغناطیسی و دینامیکی سیالات به منظور پیش بینی دقیق توزیع دمای درون ذوب و دیواره های بوته ای که به دامنه محوری دو بعدی ساده شده پیش بینی شده است. برای تعریف انتقال گرما درون شارژ، هر دو شار حرارت گرمای تابشی و کنتراست مورد توجه قرار گرفتند. برای حل مسئله الکترومغناطیسی، مجموعه ای از معادلات ماکسول دیفرانسیل با شرایط مرزی مناسب مشخص شد. شبیه سازی عددی برای چندین مورد برای بررسی تأثیر موقعیت و قدرت القایی روی فرآیندهای ترکیب شده در داخل بوته انجام شد. مدل پیشنهادی ریاضی بر اساس اطلاعات تجربی بدست آمده در کوره الکتریکی خلاء واقعی محاسبه شد. اندازه گیری ها با استفاده از روش های بدون تماس بدون نفوذ با دوربین های مادون قرمز و با سرعت بالا انجام شد. اعتبار سنجی سطح آزاد به وضوح نشان داد که نتایج عددی در انحراف استاندارد برای دو نوع قدرت ورودی کویل بود. نتایج به دست آمده از انتقال گرما در داخل بوته نشان دهنده اهمیت انتقال گرما شعله ای، بویژه بار است. علاوه بر این، مدل پیشنهادی با توجه به مشخصات دما و دمای شارژ در دیوارۀ نوعی با یک خطای نسبی کمتر از 5 درصد، توافق خوبی را نشان داد.