• Potenza attiva: 417.7 W; • Potenza reattiva: 290.3 VAr.
L’efficienza elettrica risulta essere pari al 33%.
6.2 - Osservazioni.
I dati ottenuti sono sicuramente interessanti, ma è necessario ricordare che in 2D le semplificazioni introdotte sono di notevole importanza. La differenza sostanziale riguarda le traiettorie delle correnti indotte. La loro forma elicoidale causerà, nel dispositivo reale, un degrado della forza pompante, quindi sarà necessario applicare una potenza in ingresso maggiore.
Inoltre, è necessario modellare l’intera geometria delle bobine, per verificare quali sono gli effetti delle porzioni di conduttori poste in direzione parallela al condotto.
Non conoscendo la reale influenza di questi fenomeni sarà necessario utilizzare un modello in 3 dimensioni per approfondire tali aspetti e per un dimensionamento definitivo.
E’ da sottolineare poi il fatto che la lunghezza del condotto è notevole, essendo quasi mezzo metro. Sarà alta quindi la probabilità che il metallo solidifichi all’interno di esso. Si dovrà quindi procedere con la progettazione di un avvolgimento supplementare per riscaldare ad induzione il metallo fuso. Questo comporterà un incremento della totale energia che il dispositivo consumerà.
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6. CONCLUSIONI
In questo testo è stato presentato un metodo innovativo per la produzione delle ferroleghe. In particolare esso si propone di sostituire tutti quei processi della catena produttiva a valle della fusione nel forno ad arco. Andrebbe quindi a sostituire i convenzionali processi di colata, solidificazione, frantumazione e vagliatura.
Si è cercato di mettere in evidenza i vantaggi di questo metodo. In particolare, con riferimento alla seguente figura,
si può notare come per processare 8 T/h di ferrolega siano necessari circa 15000 Wh di energia elettrica. Per produrre la stessa quantità di prodotto finito, con il metodo tradizionale è necessario impiegare frantoi e vagli la cui potenza si aggira attorno ai 100kW, con un consumo energetico orario di 100 kWh. Inoltre, verrebbe risparmiato l’impiego di vari macchinari, tra cui pale meccaniche, scavatori e mezzi di autotrazione per la movimentazione del materiale tra i vari processi.
I vantaggi non sono solamente economici; il fatto di consumare una minore energia significa ridurre l’inquinamento immesso nell’atmosfera.
Altro aspetto importante riguarda la sicurezza del personale. Nella seguente immagine infatti, si può notare come la maggior parte degli infortuni avvenga durante la fase di colata e movimentazione.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 F lo w ra te [ T o n /o ra ]
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L’utilizzo della pompa elettromagnetica eviterebbe quindi questo problema.
L’effetto pompante poi, verrebbe applicato solamente alla ferrolega, lasciando quindi nel crogiolo tutte le scorie prodotte nel processo di fusione; questo permette di ottenere un prodotto finale con un minore tasso di impurità.
Infine, ulteriori miglioramenti si hanno per quanto riguarda la riduzione del rumore per la soppressione di vagli e frantoi. In generale quindi, si avrebbe un notevole aumento della qualità del luogo di lavoro.
I risultati ottenuti sono di notevole impatto, visto il deciso risparmio che l’utilizzo di questo dispositivo comporterebbe. Bisogna sottolineare però che lo studio è stato effettuato per un funzionamento continuo nel tempo e non ad intermittenza come in realtà dovrebbe essere. Inoltre la pompa è stata analizzata solamente tramite modelli 2D (a parte il modello fluidodinamico semplificato), quindi una modellizzazione in 3D si renderebbe necessaria prima di passare alla fase di costruzione del prototipo.
Altro aspetto riguarda la necessità di raffreddamento degli avvolgimenti; questo comporta una complicazione nella realizzazione degli stessi e un costo di gestione per quanto riguarda le pompe del fluido refrigerante. E’ necessario poi il rifasamento del dispositivo, viste le elevate potenze reattive causate dalla presenza dell’ingente traferro.
Nonostante questi piccoli inconvenienti è da sottolineare che i margini sono decisamente ampi per quanto riguarda l’energia consumata dalla pompa e quella di frantoi e vagli quindi si può pensare tranquillamente che l’impiego di pompe elettromagnetiche nel ciclo di produzione delle ferroleghe sia un interessante e utile opzione.
Ulteriori sviluppi del seguente lavoro possono essere, come già riportato, una modellizzazione 3D della pompa e una successiva fase di costruzione e studio di un prototipo, tramite l’impiego di materiali metallici che fondano a temperature inferiori ma con simili proprietà elettriche e fluidodinamiche.
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