物理学原理在工程中的应用概要.pptx

物理学原理在工程技术中的应用;电磁技术在化学与工程技术中的应用;电磁技术是一门应用广泛、覆盖面广的综合性技术 , 广泛存在于物质世界。 进入20世纪后, 随着各个学科的发展,电磁技术与各相关学科相互交叉渗透, 目前已经应用到节能、环保、机械、医学、农业、生物、国防等领域。 传统的磁学已经发展成基础磁学、材料磁学、应用磁学和边缘磁学等多个分支。 电磁技术在新型材料制备方面的应用起步较晚, 但发展迅速, 其应用范围仍在不断扩大, 目前已经形成多学科交融、工艺手段多样且应用灵活广泛的研究领域。;电磁技术的应用形式;一、电磁搅拌;电磁搅拌的实质就是在电磁力的作用下加速铸坯内液态金属的运动, 从而改善液态金属凝固过程中的流动、传热和迁移过程, 达到改善铸坯质量的目的。 在金属凝固过程施加电磁搅拌, 能有效改善凝固组织、增加等轴晶率、减少非金属夹杂物、减轻偏析等缺陷。 结晶器电磁搅拌可有效改善连铸坯的中心缩孔, 在高过热度浇铸条件下(大于 35℃)改善缩孔的效果明显。 结晶器电磁搅拌能有效改善高碳钢的中心偏析, 降低 铸坯中全氧, 并能有效去除钢水中的氧化物夹杂。;二、电磁铸造;当感应器中通入交变电流时, 产生交变电磁场, 磁场作用于液体金属形成与方向相反的感应电流, 磁场与感应电流交互作用产生指向线圈中心方向的电磁力。 液态金属在这种电磁力支撑下以感应器内腔形状为基础成型, 同时铸机带动铸锭下移, 液面上方不断供给金属液, 感应器下端的冷却水喷向铸锭,使金属液冷却成型。 为了保证浇注液面平稳, 在忽略熔体表面张力时, 熔体上的静压力应该与电磁压力相等, 并引入内部通水冷却的不锈钢屏蔽罩屏蔽部分电磁力, 以保证液柱侧面呈垂直状态, 此外, 它还有抑制溶液过度搅拌的作用。在电磁铸造过程中，液态金属和感应器不接触, 在自由表面的状态下成型, 并伴生电磁搅拌作用, 因此, 电磁铸造比其普通铸造具有更加优良的铸锭表面 质量和组织性能等。;三、电磁感应加热;案例研究概述 洛阳金达石化股份有限公司位于河南省洛阳市吉利区, 公司成立于1984 年, 现已发展成为涉综合性经济实体，是生产塑料编织袋、塑料制品的专业厂家。大功率塑料加工电磁感应加热节能系统,是将电磁感应加热原理应用于塑料、橡胶等行业的节能系统, 替代塑料、橡胶等行业中电阻丝加热工艺的节能系统。 系统采用磁场感应产生涡流加热原理, 利用高频交变电流通过线圈产生交变磁场, 当交变磁场内的磁力线通过被加热的金属材料时, 就会在被加热的金属材料表面产生无数的小涡流, 使被加热的金属材料本身自行高速发热。由于感应线圈与被加热金属并不直接接触, 能量通过电磁感应进行传递。与电阻丝加热方式相比减少了热传导和空气热对流的损耗, 热效率很高。;四、电磁净化;当前我国电磁净化技术的发展方向主要有四个方面。 1.研究电磁过滤器的结构与过滤效率之间的关系，开发有针对性的新型电磁分离器。 2.电磁能是一种洁净的能源,无需接触金属液而产生电磁力，加快杂质与金属液的分离速度，降低金属制备能耗。 3.电磁场一般与金属液无直接接触无需引入电极，避免了其他净化方法对金属液的污染。在提高金属质量的同时，既可以保护环境又可以降低设备投资的成本。 4. 电磁净化技术在分离微小夹杂物方面有着重要的作用，这不仅提高金属材料性能和产品合格率，更 为发展我国高质量金属材料提供了关键性基础技术。;小结 电磁净化技术具有设备简单，使用方便，避免带 来二次污染，净化效果好，能分离小尺寸夹杂等一系 列优点，适应于制备各种高纯金属，显著降低金属内 部缺陷，提高金属材料表面质量跟尺寸精度，充分利 用我国丰富的自然资源，节约稀少的自然资源。因 此，金属电磁净化技术在我国金属材料行业中有很 广阔的应用前景与推广价值。;五、大地电磁法;案例研究概述 在山西运城地区开展 AMT 天然场音频大地电磁法勘探，目的是查明中条山隧道土石界面及第三系碎石土(砾岩)情况，及中条山北麓断层的位置、走向等。 大地电磁测深具有轻便、高效、价廉、能克服高阻 屏蔽、勘探深度大( 几米 ～ 几十千米)，受场地限制小、应用范围广等优点。天然源大地电磁法与传统物探方法相比，具有不受地形限制、生产效率高、勘探深度大的优点，在本次中条山隧道及断层勘探过程中，推断出异常及不良地质体，满足了地质任务要求并查明了隧道进口地质断层的情况，对铁路工程地质勘探具有一定的指导意义。;总结;