Аннотация
УДК 537.528:621.3.017:534.21
DOI https://doi.org/10.52577/eom.2021.57.6.60
На основе физически обоснованных оценок выявлены ключевые характеристики процессов последовательного электромагнитно-акустического преобразования (ЭМАП) энергии при протекании электрического тока через расплав для симметричной задачи. При этом учитываются параметры источника тока, электрического поля, магнитного поля и магнитного давления в скин-слое, параметры акустических возмущений в расплаве. Показано, что при постановке задачи ЭМАП в технологических приложениях ключевыми параметрами являются геометрия емкости с объектом обработки и материал формы, а при решении задачи – параметры скин-слоя и временная зависимость разрядного тока. Доля энергии при формировании магнитного давления в скин-слое составляет порядка от 10-4 до 10-2 от величины энергии, запасаемой в конденсаторной батарее генератора импульсного тока. Величина этой доли зависит от периода разрядного тока пропорционально T1/2. При распространении акустических возмущений в расплаве основная доля потерь энергии определяется разницей акустических жесткостей материалов расплава и формы. Характеристики акустических возмущений в расплаве существенно зависят от периода тока и геометрии емкости. Частотные спектры давления звуковых волн при выбранных для анализа параметрах могут перекрывать диапазон до сотен килогерц, что является весомым основанием для реализации резонансных эффектов и активного формирования диссипативных структур. Акцентировано внимание на том, что эффекты ЭМАП проявляются в расплаве под воздействием не только акустического поля, но и электромагнитного в скин-слое. Они разделены по времени, но акустическое поле может занимать весь объем расплава, и его воздействие более продолжительно во времени.
Ключевые слова: электрический разряд, расплав, преобразование энергии, потери энергии, акустические волновые процессы, функциональные возможности.