Elemental Development of Metal Melting by Electromagnetic Induction Heating Using Superconductor Coils

ANALISIS CRÍTICO DEL ARTÍCULO

¿Qué? (introducción)

Fundición de aluminio por medio de bobinas superconductoras de corriente directa realizando un experimento de fusión de metal con el equipo de examinación diminuta de un campo magnético.
Con el uso de las condiciones entre un campo magnético y velocidad de rotación, lo cual es necesario para el análisis del aluminio fundido. La aislación térmica entre el metal fundido y el criostato que contiene las bobinas superconductoras fue también discutido, porque el criostato podría ser invadido sin la insolación térmica por el calentamiento de aluminio fundido el cual su temperatura excede los 700 grados centígrados. Basados en estos estudios, el equipo elemental para la examinación de las fundiciones fue preparado y examinado por la fundición de aluminio.

¿Cómo?

Se elabora el diseño del sistema de rotación, diseño de molde para la muestra y la prueba de fundición del aluminio.

1. Diseño del sistema de rotación.
   Cuando el material conductor rota con una velocidad constante angular en el campo magnético el cual es perpendicular al eje de rotación, el inductor de corriente que es paralelo al eje de rotación causa que la energía sea inducida por el calentamiento. La energía inducida está dada por la siguiente ecuación:

[pic 1]

1. Diseño del molde para la muestra

Adoptamos la estructura de insolación usada para la transparencia del horno eléctrico. Esta insolación térmica cosiste en un vaso color oro-plateado resistente a la temperatura y un tubo de cuarzo. La capa de afuera de color oro- plateado resistente a la electricidad refleja los rayos de temperatura de atrás hacia adentro aproximadamente un 95% y previene la perdida de calor por disipación. Porque la insolación refleja la temperatura de radiación de adentro eficientemente y la capacidad térmica del reflector es pequeña, es adecuada la estructura de insolación para calentamientos rápidos.

En orden de verificar el desempeño de la estructura de insolación, lo de adentro del tubo de insolación es calentado por un calentador y la temperatura de insolación de afuera de la pared fue medida. La figura 1 muestra la temperatura de la insolación afuera de la pared a función de la temperatura del calentador en el tubo de insolación.

[pic 2]

Cuando la parte interna  del tubo está sometida a una temperatura de 800 grados centígrados por un calentador, la parte exterior del tubo que fue expuesta a esa temperatura mantiene los 200 grados centígrados. Mediante el espesor de la insolación térmica y la brecha de aire, es estimado que el campo magnético requerido para el aluminio fundido puede ser aplicado al ejemplo. Basado en estos resultados y cálculos, el diseño de la porta muestras incluyendo el contenedor de muestras, el eje de rotación y la insolación térmica es decidida como se indicada en la figura 2. La figura 2 muestra la esquemática de forma transversal del porta muestras y la vista de la estructura de la insolación usada por el horno eléctrico.

[pic 3]

1. PRUEBA DE FUNDICIÓN DE ALUMINIO

1. Preparación del equipo

Para verificar la capacidad de fundir aluminio por un campo magnético de corriente directa, desempeñamos la prueba de calor tentativamente usando una muestra cilíndrica de aluminio formada en tubo (Figura 3).

[pic 4]

Su diámetro exterior y su diámetro interior fueron de 180 mm y 170 mm y la altura y peso fueron de 100 mm y aproximadamente 770 g.

[pic 5]

La figura 4 muestra la vista del equipo de examinación y la figura 5

[pic 6]Describe la estructura del magneto superconductor y el equipo prueba de fusión de aluminio esquemáticamente. La muestra de aluminio se puso en el contenedor en el soporte insolado térmicamente. El campo magnético aplicado para cada pieza de muestra fue mesurado. El campo magnético fue de 0.42 T en el punto más lejano del magneto superconductor. Cuando una muestra de aluminio se acercó al magneto, alcanzó 1.05 T. El campo magnético de 0.65 T fue mesurado en la parte central de la muestra de aluminio (figura 5). Describe el arreglo del magneto superconductor, el contenedor de muestra y la distribución del campo magnético se refiere a la fotografía de la examinación del equipo.  

1. Examinación de calefacción

La tabla 1 indica la comparación del exterior del motor en operación de carga con/sin el campo magnético. El motor exterior fue mesurado por el cambio de rotación de velocidad con la muestra en el contenedor de muestra. Es considerado que el exterior del motor el cual incrementó por el impulsor cargado en el campo magnético fue usado principalmente para la fusión de la muestra de aluminio.

[pic 7] La figura 6 muestra un ejemplo del monitoreo de temperatura después de que la muestra se rotó 800 r/min por dos minutos. Parece que la temperatura en el inferior izquierdo de la muestra fue menor en un monitor, y esto fue causado por la sombra del contenedor de muestras porque un monitor termal fue en diagonal de un eje rotatorio del contenedor de muestras. La figura 6 describe que, en la pieza, en la cual la muestra de aluminio fue puesta, aumentó su temperatura remarcablemente comparada con las áreas vecinas y confirma que sólo la muestra fue calentada intensivamente. La temperatura de la muestra excedió los 530 °C mesurada por un contacto de tipo par termoeléctrico después del paro de la rotación de la muestra. Es considerado que la muestra de aluminio alcanzó la más alta temperatura durante la rotación. La pared de afuera del tubo de insolación se mantuvo menor a los 40.0 °C durante esta examinación, tal que el contenedor de insolación funcionó lo suficiente. La apariencia de la muestra de aluminio después que giraran los tubos giratorios en 800 r/min por 2 min se muestra en la figura 7. [pic 8] 

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