Андрєєва О. Л. Використання конвективних структур в шарах в’язкої рідини з твердими границями для гомогенізації легуючої домішки в розплаві сталі

В дисертаційній роботі запропоновано використання конвективної структури з твердими границями, яка виникає у розплаві металу при вакуумно-дуговому переплаві сталі, і має висхідну течію у центрі, і спадну - поблизу стінки кристалізатора, для гомогенізації оксидної фази конструкційних сталей. Визначено закономірності виникнення конвективної течії в горизонтальних шарах в'язкої, нестисливої рідини з твердими границями та змішаними граничними умовами, що підігріваються знизу. Показано, що в такому шарі кількість розрізнених циліндричних конвективних структур із збільшенням температури дна ємності зростає від однієї - двох до великої їх кількості, які формують комірки Бенара. Отримано аналітичний розв'язок задачі Релея з твердими границями, побудовані нейтральні криві, сформульовано фізичну модель залежності числа Нуссельта від числа Релея, враховано вплив поверхневого натягу на параметри конвективної структури. Визначено розмір діаметра конвективних структур(в одиницях глибини шару): експеримент 2,5 – 2,6, теорія – 2,46. Запропоновано використання "hollow fish - bone" катоду для підвищення гомогенізації порошку діоксиду цирконію у злитку. Показано, що для катоду типу "hollow fish-bone" гомогенізація частинок діоксиду цирконію можлива при їх досить малому розмірі (менше 90 ± 5 нм).