Burbuļu plūsmas magnētiskā vadība šķidrajā metālā metalurģijas un ķīmijas inženierijas tehnoloģijās

Projekta nosaukums latviski: Burbuļu plūsmas magnētiskā vadība šķidrajā metālā metalurģijas un ķīmijas inženierijas tehnoloģijās 

Projekta nosaukums angliski: Magnetic control of bubble flow in liquid metal for metallurgical and chemical engineering technologies 

Projekta numurs: lzp-2025/1-0174 

Projekta īstenotājs: Latvijas Universitāte (LU) 

Projekta sadarbības partneri: nav 

Projekta vadītājs: Mihails Birjukovs 

Projekta īstenošanā vadošā iestāde LU Eksakto zinātņu un tehnoloģiju fakultāte 

Projekta īstenošanas periods: 01.01.2026. – 31.12.2028. 

Projekta kopējais finansējums: 300 000 EUR, tajā skaitā LU projekta daļai piešķirtais finansējums: 300 000 EUR 

Plānotie projekta rezultāti:  

• Pilnvērtīgas vadlīnijas, tostarp sistēmas parametru karte, nestabilitāšu slāpēšanai un novēršanai burbuļu plūsmā šķidrā metālā, kā arī magnētiski kontrolētai burbuļu strūklu/kolonnu formēšanai un to ātruma manipulācijai; 
   
• Fenomenoloģiskie parametri priekš CFD ROM, balstīti uz eksperimentālajiem datiem un validēti ar CFD simulācijām – atjaunināti koeficienti efektīvajiem kustības vienādojumiem un burbuļu mijiedarbības modeļiem;
• Eksperimentāla plūsmas diagnostikas iekārta ar vienlaicīgu burbuļu un metāla fāžu vizualizāciju, velocimetriju un magnētiskā lauka pielāgošanu, paredzēta liela mēroga industriālo procesu analīzei, veicot eksperimentus ar samazināta mēroga šķidrā metāla sistēmām. 

Zinātniskā grupa: Aleksandrs Jegorovs, Maksimilians Pīrs, Māra Šmite (Q1 2026), Didzis Berenis (sākot ar Q2 2026), Andris Jakovičs, Mihails Birjukovs 

Informācija par projektu:  

Burbuļu plūsma šķidrajos metālos (ŠM) ir svarīga rūpnieciskos procesos, piem., ŠM maisīšana, nepārtraukta liešana, ķīmiskās reakcijas, utt., kuros tā tiek kontrolēta ar magnētisko lauku (ML). Precīzai ražošanas procesu kontrolei un optimizācijai, un nevēlamo plūsmas nestabilitāšu novēršanai, nepieciešama dziļa izpratne par burbuļu plūsmu ŠM. Vienfāzes ŠM plūsma ir pietiekami izpētīta, toties vairākas burbuļu kolektīvās dinamikas īpašības nav izprastas. Tas liedz uzlabot vienkāršotos modeļus rūpnieciskām iekārtām. Mūsu nesenie sasniegumi dinamiskā rentgenu, neitronu un optiskā attēlveidošanā burbuļu plūsmai ŠM, un demonstrēta burbuļu plūsmas kontrole ar ML, dod iespēju rūpīgi izpētīt sistēmas ar rūpnieciski aktuāliem ŠM plūsmas apstākļiem. Pirmkārt, izmantosim mūsu ŠM burbuļu plūsmas attēlu datu kopas, lai izstrādātu vadlīnijas ražošanas procesu kontrolei ar ML, izveidojot parametru karti, kurā iezīmēti burbuļu plūsmas (ne-)stabilitātes reģioni/kritēriji, un nodrošinot uzlabotus parametrus skaitliskajiem modeļiem. Otrkārt, izstrādāsim nākamās paaudzes divfāžu ŠM plūsmas attēlveidošanas metodes, kas vienlaicīgi attēlos fāžu robežas un ātruma laukus, un pielāgos ML konfigurāciju maza mēroga modeļsistēmām, kas skaidri un tieši ļaus kontrolēt un optimizēt ŠM plūsmu liela mēroga iekārtās. Projekts sniegs praktiski lietojamas tehniskās prasmes un metodes ŠM burbuļu plūsmas precīzai regulēšanai, būtiski palielinot metalurģijas procesu un šķidro metālu ķīmisko reaktoru efektivitāti.