1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10555259
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
尾添 絋之 九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (10033242)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平野 博之 岡山理科大学, 工学部, 講師 (60264115)
鎌倉 勝善 国立富山工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (40042832)
柿本 浩一 九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (90291509)
田川 俊夫 九州大学, 機能物質科学研究所, 助手 (90294983)
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| Keywords | 鉄鋼連鋳 / 連鋳 / カスプ磁場 |
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| Research Abstract |
鉄鋼連鋳プロセスへの新しい形の磁場印加効果を検討するため、我々はカスプ磁場を提案した。本年度は、この問題について、タンディッシュのモデル化を次のように行った。すなわち、細長いタンディッシュを上方からみて正方形にし、立方体型容器内に溶融金属が入っているものとした。容器鉛直側壁の四囲にコイルがおかれ、立方体空間内にカスプ磁場が生成されているものとした。また融鉄自身はここで周囲より水で冷却され、固化するので、立方体容器の鉛直四側壁を全て冷却面とし、上面には灰分がたまるので、断熱面と近似化し、立方体底面は本来は融鉄が下方にのびていくが、これを加熱面と見て、高温面と近似した。このような場合について、対流がない場合、水平一様磁場がある場合、さらにはカスプ磁場がある場合についてPr= 0.025、Ra=10^5と設定して数値解析した。その結果、まず磁場を印加しない場合、流れがなかなか収束せず、低Pr数独特の解と理解された。またHa=200をX-軸方向に印加した場合も持続的振動を呈している。
それに対し、鉛直方向磁場、カスプ磁場共に良好な収束解を与え、磁場印加の有効性を示唆する結果が得られた。今後、さらに各面上の平均ヌセルト数とか熱流束分布、2極コイルの場合等々、多くのパラメータの効果について検討を重ねていく予定である。
一方、これに対応する実験装置の製作を進めており、これができたときには、上記の解析モデルの定量的検証が期待できる。冷却壁は銅板とし、水冷ジャケットとして、一定温度で冷却し、下方加熱面は電力加熱し、入熱量を随時測定する。上面は断熱壁とする。流体はガリウムとして、加熱面、冷却面の温度を測淀し、平均伝熱量からヌセルト数を推定する。
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