شبیه سازی جریان سیال، انتقال حرارت و توزیع ذرات کامپوزیتی در فرایند همزدن الکترومغناطیسی

پایان نامه
چکیده

همزدن الکترومغناطیسی یکی از روش¬های کم هزینه، قابل کنترل و با آلودگی کم است که در تولید کامپوزیت های زمینه فلزی کاربرد دارد. در طی سال های اخیر شبیه سازی های متعددی در زمینه¬ی دینامیک سیالات محاسباتی در همزن الکترومغناطیسی انجام شده است. در این تحقیق شبیه سازی جریان سیال و انتقال حرارت مذاب آلومینیوم و فولاد در همزن الکترومغناطیسی و نحوه توزیع ذرات سرامیکی مورد بررسی قرار گرفته است. این مدل دو بعدی، شامل دو میدان الکترومغناطیسی و میدان جریان مذاب می باشد. محاسبه نیروهای الکترومغناطیسی وارد مذاب در نرم افزار تجاری کامسول برای جریان 11 و 30 آمپر و فرکانس 5 و 50 هرتز انجام شد. نتایج حاصل از شبیه سازی الکترومغناطیسی با نتایج تجربی مقایسه و مطابقت خوبی را نشان داد. برای حل معادلات جریان سیال و انتقال حرارت، از مدل دو بعدی متقارن محوری در نرم افزار فلوئنت استفاده شد. با توجه به اینکه حرکت سطح آزاد مذاب در این مسئه حائز اهمیت است، مدل جریان دو فازی است. برای بررسی حرکت ذره از مدل فاز گسسته در نرم افزار فلوئنت استفاده گردید. نتایج شبیه سازی حاکی از آن است که با افزایش جریان عبوری از کویل از 11 به 30 آمپر و همچنین فرکانس از 5 به 50 هرتز، نیروی مغناطیسی وارد بر مذاب افزایش یافته که این افزایش نیرو باعث افزایش سرعت مذاب در بوته می گردد. توزیع بهینه ذرات در فرکانس50 هرتز و جریان 11 آمپر برای مذاب آلومینیوم و همچنین فرکانس 50 هرتز، جریان 30 آمپر برای مذاب فولاد مشاهده شد. مذاب آلومینیوم در 60 ثانیه اول و مذاب فولاد در 90 ثانیه به زیر خط سالیدوس میرسند. بهترین زمان تزریق ذرات در مذاب آلومینیوم 20 ثانیه اول و در مذاب فولاد 40 ثانیه اول است. سرعت بهینه تزریق ذرات با ابعاد نانو 5 لیتر بر دقیقه است، این مقدار برای ذرات میکرومتر به یک لیتر بر دقیقه می¬رسد. پیدا کردن زمان همزدن بهینه برای ذرات با ابعاد میلیمتر نقش کلیدی را در توزیع یکنواخت ذرات بازی می کند.

منابع مشابه

شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت جابجایی ترکیبی درون رادیاتور اتومبیل پرشده از نانو سیال و دارای مانع داغ

در این نوشتار به مدلسازی رادیاتور پرشده از نانو سیال و بررسی تغییرات الگوی جریان و عملکرد انتقال حرارت جابجایی ترکیبی درون آن پرداخته می‏شود. نانو سیال آب- اکسید آلومینیوم درون این رادیاتور، به عنوان سیال عامل در نظر گرفته شده است و ویسکوزیته دینامیکی و ضریب هدایت حرارتی بر طبق مدل‏های خواص متغیر جدید وابسته به قطر نانوذرات، غلظت آن‏ها، دما و ... می‏باشد. دیواره سمت راست، سرد وسایر دیواره‏ها به...

متن کامل

شبیه سازی انتقال حرارت در موقع خاموش شدن موتور با کوپل حرارتی جامد و سیال

در هنگام خاموشی موتور بیشترین امکان جوشش وجود دارد زیرا در چند ثانیه پس از خاموش شدن پمپ آب، دمای سیال خنک کننده افزایش پیدا می کند که اگر در طراحی ان دقت نشود می تواند باعث جوشش لایه ای در راهگاه آب موتور شود. در زمان خاموشی موتور، سیلندر در تماس مستقیم با پیستون ساکن قرار دارد و اگر دمای سیلندر به سرعت کاهش نیابد باعث چسبیدن پیستون به سیلندر، و آسیب جدی به موتور می شود. همچنین کاهش انتقال حرا...

متن کامل

شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت جابجایی ترکیبی درون رادیاتور اتومبیل پرشده از نانو سیال و دارای مانع داغ

در این نوشتار به مدلسازی رادیاتور پرشده از نانو سیال و بررسی تغییرات الگوی جریان و عملکرد انتقال حرارت جابجایی ترکیبی درون آن پرداخته می‏شود. نانو سیال آب- اکسید آلومینیوم درون این رادیاتور، به عنوان سیال عامل در نظر گرفته شده است و ویسکوزیته دینامیکی و ضریب هدایت حرارتی بر طبق مدل‏های خواص متغیر جدید وابسته به قطر نانوذرات، غلظت آن‏ها، دما و ... می‏باشد. دیواره سمت راست، سرد وسایر دیواره‏ها به...

متن کامل

شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت خواص وابسته به دمای سیال ویسکوالاستیک در تبدیل واگرای متقارن محوری

در تحقیق حاضر، جریان آرام و انتقال حرارت سیال ویسکوالاستیک در تبدیل واگرای متقارن محوری با نسبت انبساط 1:3 مورد بررسی قرار گرفته است. برای شبیه سازی عددی جریان آرام و انتقال حرارت سیال ویسکوالاستیک از روش حجم محدود و الگوریتم پیزو استفاده شده است. همچنین برای مطالعه تأثیر خاصیت الاستیک جریان سیال پلیمری از مدل فن-تین-تنر غیرخطی استفاده شده است. بیشتر تحقیقات انجام شده در این زمینه معطوف به بررس...

متن کامل

مدلسازی ریاضی و شبیه سازی تاثیر انتقال جرم و حرارت بر راندمان جداسازی ذرات جامد در شوینده‌های ونتوری

: In present study a mathematical model is developed in order to examine the effects of heat and mass transfer on removal efficiency of particulate matters in Venturi type scrubbers. The governing equations including the particulate concentration, gas temperature, droplets temperature, droplets diameter, and droplets velocity equations are obtained by using the conservation laws and solved nume...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مواد

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023