Présentation
Auteur(s)
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Jacqueline ETAY : Directrice de recherche au Centre national de la recherche scientifique - Laboratoire SIMAP, CNRS Grenoble INP UGA, St.-Martin-d’Hères, France
-
Yves FAUTRELLE : Professeur à l’institut national polytechnique de Grenoble - Laboratoire SIMAP, CNRS Grenoble INP UGA, St.-Martin-d’Hères, France
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Lire l’articleINTRODUCTION
En métallurgie, il est souvent nécessaire de maîtriser la forme, la stabilité d’une interface entre un métal liquide et un fluide de couverture ainsi que la cinétique des éventuels transferts de masse à cette interface. L’utilisation de forces électromagnétiques qui permettent d’agir sans contact matériel sur le métal est un moyen de contrôle souple et efficace. Dans cet article, les mécanismes fondamentaux de l’induction sont introduits. L’action de champs magnétiques sur le comportement des surfaces libres des métaux liquides est illustrée par des exemples expérimentaux.
In metallurgy, controlling shape and stability of an interface between a liquid metal and a covering fluid layers as well as possible mass transfers through this interface is needed. The use of electromagnetic forces which allows to operate without physical contact with the metal is a flexible and effective means of control. In this article, basic mechanisms of induction are introduced. Actions of magnetic fields on the behavior of liquid metals free surfaces are illustrated using experimental examples.
Interface libre, contrôle électromagnétique, force électromagnétique, lévitation, dôme, transfert de masse aux interfaces, champ magnétique, induction.
free interface, electromagnetic control, electromagnetic force, levitation, dome, mass transfer, magnetic field, induction
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 2005 par Jacqueline ETAY, Yves FAUTRELLE
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7. Conclusion
Nous avons montré la grande variété des moyens d’action que les champs magnétiques offrent au praticien pour contrôler la forme, la stabilité, et les transferts de masse aux interfaces liquide et fluide de couverture. Cela a été illustré par des applications : lévitation de matériaux réactifs, possibilité de suppression des oscillations du moule, augmentation des transferts de masse en pyrochimie, amortissement de fluctuations indésirables…
Nous avons souligné la pertinence du paramètre d’interaction N pour mesurer et/ou prédire ces différents phénomènes.
Dans les exemples, le matériau considéré était toujours un métal ou un alliage métallique car ils présentent une conductivité électrique élevée. Toutefois, les matériaux faiblement conducteurs tels les électrolytes, les verres et les oxydes ne sont pas exclus des procédés électromagnétiques. L’accroissement de l’intensité des champs magnétiques à notre disposition, la mise en œuvre de champ spécifique sont des moyens en cours d’exploration.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - MOREAU (R.) - Magnetohydrodynamics. - Kluwer Academic Pub., Dordrecht (1990).
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(2) - DAVIDSON (P.) - An introduction to magnetohydrodynamics. - Cambridge University Press (2001).
-
(3) - ETAY (J.), FAUTRELLE (Y.), GAGNOUD (A.), DUTERRAIL (Y.), PERRIER (D.), BARDET (B.) - Lévitation électromagnétique de gouttes – présentation du projet MAGLEV. - Mécanique et Industrie - n° 5 (sept.-oct. 2004).
-
(4) - OKRESS (E.C.), WROUGHTON (D.M.), COMENETZ (C.), BRACE (P.N.), KELLY (J.C.K.) - Electromagnetic levitation of solid and molten metals. - J. Appl. Phys. vol. 23, p. 545 (1952).
-
(5) - FAUTRELLE (Y.) - Analytical and numerical aspects of the electromagnetic stirring induced by alternating magnetic fields. - Journal of Fluid Mechanic, vol. 102, p. 405-430 (1981).
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ANNEXES
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