Akadēmiskais centrsPromocijas darba tēma: “Elektromagnētiski ierosinātu plūsmu izpēte ar mērķi optimizēt degazācijas procesu šķidrā metālā”.
Darba zinātniskais vadītājs: Dr. phys. Ilmārs Grants.
Anotācija: Doktora darba pētījuma motivācija ir nepieciešamība uzlabot vienu no alumīnija ražošanas posmiem: degazāciju. Degazācija ir alumīnijā izšķīdušo gāzu koncentrācijas samazināšana, kas galvenokārt nozīmē atbrīvošanos no šķidrajā alumīnijā izšķīdušā ūdeņraža. Industrijā visizplatītākais degazācijas risinājums ir inertas gāzes ievadīšana izkausētā alumīnijā, ar kuras palīdzību tiek piesaistīts izšķīdušais ūdeņradis, un tas kopā ar gāzes burbuļiem tiek izvadīts prom no metāla caur tā brīvo virsmu. Procesa efektivitātes uzlabošanai industrijā veic burbuļu sašķelšanu – visbiežāk mehāniski, ar alumīnijā iemērktu rotoru. Lai izvairītos no siltuma zudumiem un strauja detaļu nolietojuma, ko rada tiešais kontakts ar karsto un agresīvo vidi, darbā tiek pētīta jauna bezkontakta metode alumīnija degazēšanai, kurā turbulento plūsmu burbuļu sašķelšanai rada elektromagnētiskie spēki. Šķidrajā metālā inducētā plūsmā tiek pētīta eksperimentāli, izmantojot GaInSn sakausējuma un alumīnija modeļus. Pirmo reizi ir tiešā veidā veikti burbuļu izmēra mērījumi šķidrā metālā (GaInSn) un noskaidrota to diametra korelācija ar plūsmas raksturlielumiem. Veiktie ātruma un spiediena mērījumi raksturo radītās plūsmas dinamiku šķidrā metāla tilpumā. Jaudas mērījumi raksturo elektromagnētiskās mijiedarbības efektivitāti un ierobežojumus plūsmas intensitātei, ko spēj radīt rotējošie pastāvīgie magnēti. Iegūtie eksperimentālie rezultāti papildus tiek izmantoti, lai validētu skaitliskos modeļus, kas ir izstrādāti paralēli šim darbam. Izmantojot eksperimentāli pārbaudītus skaitliskos modeļus ir iespējams aprēķināt turbulences raksturlielumus šķidrā metāla plūsmā. Šajā darbā tiek aprakstīta metode, kurā skaitlisko modeļu rezultāti tiek izmantoti analītiskiem aprēķiniem, ar kuriem var paredzēt burbuļa izmērus izotropiskā turbulentā plūsmā. Balstoties uz šo metodi, tiek paredzēts sagaidāmo burbuļu izmērs alumīnija degazācijas prototipa iekārtā. Uzlabojot metalurgiem tik “ikdienišķu” ražošanas posmu, ietekme būtu mērāma vairāk nekā 2500 alumīnija pārkausēšanas rūpnīcās visā pasaulē, kurās kopsummā ir ap 25 000 degazēšanas iekārtu, potenciāli samazinot patērētās inertās gāzes daudzumu, patērēto enerģiju un negatīvo ietekmi uz vidi kopumā.
Recenzenti:
Dr. phys. Guntars Kitenbergs, Latvijas Universitāte
Dr. sc. Aleksandrs Pedčenko, Coventry University, Lielbritānija
Dr. ing. Egbert Baake, Leibniz Universität Hannover, Vācija
Ar promocijas darbiem var iepazīties LU Bibliotēkā, Raiņa bulvārī 19. Dalība sēdē ar iepriekšēju pieteikšanos, rakstot uz sintija.silina@lu.lv līdz 21. martam.