铝锭通过铜环瞬间融化?这是怎么回事?

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14个答案
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鬼谷藏龙神经科学博士生

2014-03-28 13:06

其实这个动图被剪辑过了
原视频是这样的:
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很显然不是瞬间融化。
这种装置叫做浮游炉,其原理类似于电磁炉:线圈里通过很强的交流电,从而在线圈内部产生很强的变化磁场,而其中的金属在这样的磁场中就会产生很强的感应电流,感应电流产生的磁场反过来可以让这个金属块悬浮在磁场中,同时其电流的热效应可以将金属块熔化为液态。至于最后金属块掉下去是因为线圈里的电流被切断了。
这样的装置最显著的好处就是可以让冶炼材料与熔炉壁完全不接触,如果再配合真空环境的话可以铸造对纯度要求很高的材料。

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毛骡金属材料学博士

2014-03-29 14:11

大家都说的七七八八了。我补充一点点吧。
这货在我那叫“感应炉”,也就是“电磁感应加热”的炉子。在铸造金属熔炼中普遍使用的一种炉子之一。这个小号的应该是高频感应电炉,将普通的3相电路经过变频电路后将频率增至8000~10000Hz或者更高。根据电磁感应的原理,变化的电场产生变化的磁场,进而产生新的变化的电场……通过铜管内部(这是铜管,不是线圈,也不是粗铜条,里面走冷却水的。因为感应加热会同时加热磁场范围内的所有东西,用铜是因为铜电阻低,发热量小,银太贵,用不起。如果附近的冷却水管用铁丝捆绑的话,都会因为铁丝熔化而漏水,这在工业炉中是属于严重事故的)高频变换的电流诱发高频磁场,然后铝块内部的电流……这已经是敷赘了。

简单的说,这种炉子是可以加热绝大多数的金属材料的。当然,一般不用来熔化电阻率比铜低的材料。PS:只是一般,我们拿来化过银,化过金。当然,很不好化。

至于为什么会浮起来嘛……前面同学说的交错排列什么的,我没仔细观察过,不知道。不过,感应炉之所以会把炉料浮起来,其实是因为电磁的斥力。我找个图……

来源:http://www.foundry-sd.com/plus/view.php?aid=270

箭头的方向就是所谓的“安培力”。图中很明显的可以看到,这个力是向感应线圈内部挤压,向两端向外拉伸。图中的情况很显眼,铝锭还没有进入内部,所以受到向上的力多一些,就被浮起来了。这个要是操作的人一下把功率拧大了,那铝块就会变成你们希望看到的电磁炮的效果了……

如果炉料很多,很大,很重的话,当然就看不到这个现象了。为什么熔化后会掉下去呢……其实,看这个图也很明显。熔化以后,金属液就不能维持原本的形状,那么就会变的细长(视频中能看到)。线圈中心部位力小很多,自然难以抵抗重力。而且,一旦通过中心点,反而会受到向下的拉力……后面应该不用赘述了。

大约就是这样个情况吧。当年学炉子也就学到这个程度了。

补充:@laomao0000说铜管绕城圆锥形(其实是圆台……)仔细看了一下,确实啊。这个是我错了,确实是上大下小的结构。可以用于悬浮铸造,但是这个就不能放电磁炮了。

再补充,题目改过了吗?可以做到瞬间融化,只要输出功率足够高,材料体积够小。频率大小与加热深度呈反比。我会告诉你,本科时看师兄演示化料时,速度快得吓了一跳吗?

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这个铜环明显不是普通的铜环,其中通了强大的交变电流,产生的磁场使导电的金属悬浮,涡流使金属的温度升高使它融化。中频感应炉是同样的原理,只是没有让加热的金属悬浮,通过控制交流电压的频率来改变加热的深度。这样的感应炉常常用于冶金工业冶炼高纯度金属(冶炼最高融点金属钨的方法就是感应炉或电子束、激光)或电子工业制造电子管。

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冰火梦幻信息与计算科学学士,算法控,AI爱好者

2014-03-29 12:11

铜管的缠绕方式是亮点,利用相反方向电流交错,让铝锭受到相反方向的力从而悬浮……

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支持者: biohu Chauncey_Gardiner

我补一个视频吧:
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这个视频的1分29秒的加热技术应该和楼主的视频是同一种技术

点击访问视频

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楞次定律。好像是这个。喵的,学生物后都忘了

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焖饭君可以轻松睡12hr以上的存在

2014-03-29 20:35

就是个普通感应炉,只要感应线圈的形状做对了就可以悬浮

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呃……为什么我的第一反应还是觉得不可思议?
铝不像铁、镍那样有强磁性,而且即使是有强磁性的物质,在高温熔融条件下内部的次级也会重新打乱,如何实现悬浮的呢?

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涡流与感应加热的应用?
还有 这个镜头合理吗?34秒

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学习了,原理和电磁炮一样:)
至于悬浮,铝或其它金属感应出电后,都能产生磁场嘛

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