مدل سازی ترمودینامیکی واکنش های گازی در کوره کربوراسیون گازی به جهت تعیین درصد کربن رسوبی قطعه فولادی

کربوراسیون گازی به جهت افزایش سختی سطح و ایجاد مقاومت به سایش بر روی قطعات انجام شده و در تولید انبوه قطعات صنعتی بویژه قطعات خودرو کاربرد زیادی یافته است. روند کلی در فرآیند کربوراسیون گازی بدین صورت است که مقدار مشخصی از گاز شهری ، متان و یا پروپان - بدلیل سهولت درنگهداری وارزان قیمت بودن متان، بیشترازاین گازاستفاده می شود- را وارد مولد تولید گاز گرماگیر می کنند، از سوی دیگر هوا بصورت کنترل شده وارد محفظه شده تا احتراق در دمای حدود 1000 درجه سانتیگراد صورت گیرد.دراثراین واکنش مخلوطی ازگازهای دی اکسیدکربن، بخارآب، منوکسیدکربن وهیدروژن تولید می شود. سپس این مخلوط گازی را که با مقداری گاز متان وگاز نیتروژن همراه است وارد محفظه کوره می کنند تا درآنجا با سطح قطعه ی مورد نظر برای کربوراسیون به تعادل برسد. پس از به تعادل رسیدن این گازها باسطح قطعه فشارجزئی هریک ازگازها در محفظه کوره تعییین شده، سپس با داشتن فشارجزئی منوکسیدکربن ودی اکسیدکربن باتوجه به واکنش بودووارد اکتیویته کربن روی سطح فولاد محاسبه می گردد. با داشتن ارتباط بین اکتیویته کربن ودرصدوزنی کربن می توان درصد وزنی کربن روی سطح فولاد رادراثر فرآیند کربوراسیون بدست آورد. از پارامترهایی که بر درصدوزنی کربن در سطح فولاد بسیار تأثیرگذار است نسبت هوا به سوخت، دمای کوره، رطوبت نسبی و دمای هوای محیط می باشد که در این پژوهش به کمک نرم افزارmatlab ، اثر رطوبت نسبی و دمای هوای محیط نیز علاوه بر پارامترهای کاری کوره بر درصد وزنی کربن سطح مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی ترمودینامیکی حاصله قابلیت بررسی تغییر متغیرهای عملی کوره و متغیرهای محیطی بر درصد کربن سطح را دارا می باشد. .از پارامترهایی که در صنعت به آن کمتر توجه شده در حالی که تاثیر زیادی بر راندمان کربوراسیون می گذارد ، رطوبت نسبی محیط می باشد که در این تحقیق اثر آن بررسی شده و نتایج آن نیز با کوره carbosib 202 مقایسه شده است.