بررسی تأثیر شیب و تغییر سطح مقطع راهباره بر فشار و رفتار سیال بهکمک شبیهسازی عددی حجم محدود

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 3، دوره 22، شماره 2 - شماره پیاپی 4، دی 1390   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v22i2.10905

نویسندگان

مجتبی برزگری^* ؛ محمد حسین میرباقری

ایرانی

چکیده

هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی تأثیر هندسهی راهباره در مجموعههای راهگاهی فشاری در فرایند ریختهگری با قالب ماسهای است. عدم طراحی مناسب هندسهی راهباره میتواند منجر به وقوع پدیدهی ماسهشویی در فرایند ریختهگری شود. با این هدف، ابتدا مدلی بهشکل یک صفحهی نازک دو بعدی طراحی شد، و با تغییر شیب راهباره و سطح مقطع آن بهطور منظم، تأثیر فشار در راهباره بهروش حل عددی اختلاف محدود شبیهسازی شد. سپس، عامل فشار بدون بعد که نسبت شیب تغییرات فشار به انرژی جنبشی در طول یک کانال جریان است، برای طرحهای مختلف مقطع طولی کانال راهباره با استفاده از نتایج شبیهسازی بهدست آمد تا به این ترتیب، تأثیر متغیرهای شیب و سطح مقطع راهباره در آنها مشخص شود. در مرحلهی دوم، با ریختهگری مذاب آلومینیم در قالبهای ماسهای که یک طرف آن شیشه نسوز قرار داده شده بود، تأثیر تغییر مقطع راهباره و شیب آن در پدیدهی ماسهشویی بهکمک روش عکسبرداری و نیز تراشکاری سطح فوقانی صفحهی آلومینیمی بررسی شد. نتایج نشان دادند که هر گونه تغییر در مقطع راهباره که بتواند منجر به تغییر در مقدار عامل شود، بهطور همزمان میتواند با افزایش تنش برشی بر روی دیوارههای درونی راهباره، منجر به ماسهشویی شود. مقایسهی نتایج مدل حاضر با نتایج بهدست آمده از عکسبرداری، درستی مدل بهکار رفته را بهخوبی تأیید میکند، بهگونهای که در زاویههای راهبارهی 56 و 71 درجه و یا کاهش سطح مقطع راهباره به میزان یک چهارم سطح مقطع اولیه، بیشترین مقدار ماسهشویی در ریختهگری رخ داد.