شبیه سازی حرارتی فرآیند ریخته گری گریز از مرکز افقی برای تولید لوله های چدنی

پیشرفت های مداوم در روش های ریخته گری در نیمه نخست قرن بیستم باعث ابداع روش ریخته گری گریز از مرکز افقی برای تولید لوله گردید که به مرور جایگزین روش ریخته گری در ماسه شد. لوله های چدن نشکن که سال هاست در شبکه های مدرن آب آشامیدنی و فاضلاب به عنوان لوله ی استاندارد مورد استفاده قرار می گیرد، توسط همین روش در ماشین های لوله ریزی موسوم به ماشین دی لاوود ریخته گری می شوند. هدف این پروژه استفاده از روش اجزا محدود برای شبیه سازی حرارتی فرآیند ریخته گری گریز از مرکز افقی لوله های چدن نشکن در ماشین های لوله ریزی می باشد. در شبیه سازی انجام شده از کد (ماکرو) تهیه شده در نرم افزار ansys استفاده شده و با ارائه یک مدل عددی تقارن محوری شامل لوله و قالب، تاریخچه ی توزیع دما در لوله و قالب طی فرآیند انجماد مذاب و سیکل های دمایی مختلف لوله ریزی بدست آمده است. در این تحلیل تغییر فاز ناشی از انجماد، مقاومت حرارتی در مرز مشترک مذاب و قالب ناشی از پوشش قالب و فاصله ی هوایی، شرایط مرزی و اولیه ی متناسب با شرایط عملی و همچنین تابعیت خواص ترموفیزیکی مواد با دما در نظر گرفته شده است. نتایج حل حرارتی فرآیند ریخته گری با نتایج آزمایشگاهی انجام شده در این تحقیق و تحلیل های عددی ارائه شده توسط محققان دیگر 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. شبیه سازی انجام گرفته نشان می دهد که مقاومت حرارتی ناشی از فاصله ی هوایی و پوشش قالب نقش موثری در توزیع دما در قالب و لوله دارد. همچنین فرآیند ریختن مذاب علاوه بر ایجاد گرادیان های دمایی در جهت شعاعی در قالب و لوله، باعث تشکیل گرادیان های دمایی در جهت محوری نیز می گردد.