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直流电磁泵泵沟电磁场数值模拟

刘艳明  
【摘要】: 本文通过ANSYS软件建立了电磁铁有限元模型,模拟仿真出电磁铁磁场分布情况,使得看不见的电磁铁磁场实现了可视化。研究了电磁铁铁芯上的磁路特征,发现其左右两侧的磁感应强度关于线圈中垂面对称,并且从线圈到磁隙呈现逐渐递减的趋势。通过模拟,计算出磁隙间磁感应强度的总量和各个分量的大小,其中Β_X为0. 297T,Β_(SUM)为0.316T。 分析了直流平面电磁泵泵沟多物理场的复杂特征,对泵沟流槽的CAD几何图形进行网格剖分,建立了流槽有限元模型。研究了电极电场在泵沟区域的分布特征,通过模拟发现电力线在流槽中间区域发生了弯曲膨胀,仿真出电流的漫流效应,并实现了平面直流电磁泵泵沟电场的可视化。通过模拟计算出流槽中间区域的电流密度大小总量和各个分量的大小,其中JX为5. 22×10~5Αm~2,JSUM为5 .6×10~5Αm~2,发现进/升液管管宽为50mm的流槽其电流分散流最小,为最优结构。 研究了压力控制技术,研究了不同磁感应强度下的压力变化、不同电极电流下的压力变化,并研究了电磁铁的励磁情况,最终发现,在磁感应强度不变的前提下,调节电极电流可以较好地控制电磁泵压力。 本研究通过模拟仿真,利用计算机技术对其电磁物理特征进行数值模拟,解决了电磁泵电场和磁场看不见的困惑,为进一步优化电磁泵结构提供了强有力的计算机辅助设计,必将对电磁泵的技术攻关和市场拓展带来巨大的促进作用。


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