Bibliographie & annexes
Présentation
English
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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Lévitation et formage électromagnétique
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2. Forces électromagnétiques
Dans ce paragraphe, les bases théoriques relatives aux forces électromagnétiques sont rappelées. Le lecteur soucieux de théorie peut approfondir ces bases en se rapportant à Moreau ou Davidson . Celui qui s’intéresse aux applications lira directement le paragraphe 3.
2.1 Principe
Sous l’influence d’un champ électrique E , les électrons ou les ions de certains matériaux sont mis en mouvement, engendrant ainsi une densité de courant électrique j mesurée en A/m2. La facilité avec laquelle les particules chargées circulent dans un volume élémentaire est considérée comme une propriété physique du matériau : c’est la conductivité électrique σ mesurée en (Ω · m)−1. Les valeurs des conductivités électriques de quelques métaux liquides sont portées dans le tableau 1. Un matériau de conductance électrique nulle ou de résistance infinie est un parfait isolant électrique. La relation qui lie, pour un matériau isotrope animé d’une vitesse u , dans un champ magnétique B , la densité de courant électrique au champ électrique est la loi d’Ohm qui, lorsque l’effet Hall est ignoré, s’écrit sous la forme :
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Forces électromagnétiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MOREAU (R.) - Magnetohydrodynamics. - Kluwer Academic Pub., Dordrecht (1990).
-
(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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