شبیه سازی عددی تاریخچۀ دمایی در قالب و قطعۀ ریختگی طی فرآیند ریخته گری گریز از مرکز افقی لوله های چدن نشکن
چکیده
لوله های چدن نشکن کاربرد وسیعی در شبکه های مدرن آب آشامیدنی و فاضلاب دارند. این لوله ها اغلب به روش ریخته گری گریز از مرکز افقی تولید می شوند. در تحقیق حاضر از بستۀ نرم افزاری انسیس به منظور شبیه سازی حرارتی فرآیند ریخته گری این لوله ها بر مبنای روش اجزاء محدود، استفاده شده است. این شبیه سازی شامل بدست آوردن تاریخچۀ توزیع دما در قالب و مذاب طی چرخه های دمایی مختلف می باشد. در این تحلیل تغییر فاز ناشی از انجماد، تابعیت خواص ترمو فیزیکی مواد با دما، ضریب انتقال حرارت در مرز مشترک مذاب- قالب ناشی از پوشش قالب و فاصلۀ هوایی و شرایط مرزی حرارتی متناسب با شرایط عملی در نظر گرفته شده است. در این مقاله، فرآیند مذاب ریزی توسط ناودان متحرک نیز، شبیه سازی شده و توزیع گذرای دما در سرتاسر بدنه اصلی قالب و لوله بدست آمده است. نتایج حل حرارتی فرآیند ریخته گری با نتایج آزمایشگاهی انجام شده در این تحقیق و نتایج تجربی ارائه شده توسط دیگر محققان مقایسه شده که تطابق خوبی را نشان می دهد. این نتایج می تواند به عنوان ورودی برای مدلی که عمر خستگی حرارتی قالب های لوله ریزی را تخمین می زند بکار رود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که مقاومت حرارتی ناشی از فاصلۀ هوایی و پوشش قالب نقش مؤثری در توزیع دما در قالب و لوله دارد. همچنین فرآیند مذاب ریزی باعث تشکیل گرادیان های دمایی در جهت محوری در قالب و لوله می گردد.