Интенсивная эмиссия капель при плавлении металлических образцов в высокочастотном индукторе

Представлены результаты экспериментальных и расчетных исследований процессов, сопутствующих плавке металлических образцов, нагреваемых на воздухе с помощью индуцируемых токов. В качестве материала экспериментальных моделей – шаров и цилиндров с характерным размером $10$ мм – использовались чистое железо, цветные металлы, а также стали различных марок. Изучен необычный физический эффект, наблюдаемый в экспериментах с железом и сталями и связанный с интенсивным выбросом из образцов искр – мелких ярко светящихся металлических капель. Предложен возможный термомеханический механизм эмиссии капель, основанный на возникновении при плавлении металла избыточного давления расплава внутри объема образца, ограниченного образовавшейся твердой оболочкой, состоящей из окислов железа. Проведены численные расчеты, результаты которых в целом подтверждают выдвинутую гипотезу.