Introduce

  Η στροφείο είναι το βασικό συστατικό της φυγοκεντρικής αντλίας. Κατά τη λειτουργία, η πτερωτή πρέπει να αντέχει τους κραδασμούς και τη φυγόκεντρο δύναμη, επιδεικνύοντας έτσι σε εφελκυσμό, θλίψη και το άγχος κάμψη στη λεπίδα. Επιπλέον, ρέει μέσω της εξωτερικής μικροσκοπικών οπών ή μικρο-holes (όπως φαίνεται στο Σχήμα 1) τείνει να προκαλέσει διάβρωση βαθουλώματος, μειώνοντας έτσι

Η αποτελεσματικότητα της μεταφοράς ρευστού. Ως εκ τούτου, εξαλείφοντας τις εσωτερικές και τις ατέλειες της επιφάνειας των λεπίδων στροφείου είναι απαραίτητη για την αποφυγή ερπυσμού, αστοχία κόπωσης και ακόμα και ζημιά. Casting ανάλυση ροής μπορεί να ενσωματώνονται εντός της προκαταρκτικής διαδικασίας σχεδιασμού για να μειωθεί η πιθανότητα σχηματισμού ελαττωμάτων στη χύτευση των επενδύσεων (όπως ο διαχωρισμός, μικροσκοπικές οπές επιφάνεια, συρρίκνωση και πορώδες), η οποία μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ποιότητα των προϊόντων χύτευσης και να συντομεύσει τη διαδικασία ανάπτυξης του προϊόντος. Διάφορες μέθοδοι έχουν αναπτυχθεί για την προσομοίωση της διαδικασίας ρίχνει στη χύτευση, συμπεριλαμβανομένης της ημι-implicit μέθοδος της εξίσωσης συσχετισμού πίεσης (απλή), το σήμα και το στοιχείο (MAC) μέθοδος 2 και τον όγκο του αλγορίθμου διαλύματος ρευστού μέθοδο (SOLA-VOF). 3 Προκειμένου να βελτιωθεί η ποιότητα των προϊόντων χύτευσης στροφείου, αυτή η μελέτη χρησιμοποιεί την τεχνολογία ανάλυσης ροής μούχλα σε AnyCasting να προσομοιώσουν τη διαδικασία εκχύσεως για τη βελτιστοποίηση του συστήματος έκχυση και την αύξηση της παραγωγής και της παραγωγικότητας της χύτευσης.

1 Τυπικό ελαττώματα που σχηματίζεται από την σπειροειδή πτερωτή μίας φυγοκεντρικής αντλίας: εσωτερική συρρίκνωση πόρους? β επιφανειακά ελαττώματα

Method

εξαρτήματαΗ χρησιμοποιήθηκαν στο πείραμα περιελάμβανε καλούπι πτερωτή με διάμετρο 96,803 mm και μια πύλη 60 mm με δύο δρομείς και στις δύο πλευρές. Το Σχήμα 2a απεικονίζει την αρχική σχεδίαση του συστήματος πύλης. Το υλικό της αντλίας είναι 17-4PH από ανοξείδωτο χάλυβα. Οι φυσικές ιδιότητες των υλικών από ανοξείδωτο χάλυβα είναι οι εξής: πυκνότητα (ρ) είναι 7750 kg m-3, ειδική θερμότητα (S) είναι 459,45 J kg-1 · ° C, θερμοκρασία liquidus (ΤΡ) είναι 1440 ° C, και θερμοκρασία στερεοποιήσεως (TS) είναι 1400 ° C. Ο συντελεστής της θερμικής διαστολής και της αλλαγής θερμική αγωγιμότητα σημαντικά με τη θερμοκρασία, και αυτές θεωρούνται ως μεταβλητές. Για φυσικές παράμετροι (όπως η πυκνότητα, ειδική θερμότητα και λανθάνουσα θερμότητα) που έχουν ένα περιορισμένο μεταβολή με τη θερμοκρασία, αυτά αντιμετωπίζονται με σταθερές στο λογισμικό προσομοίωσης. Ο κύριος σκοπός της αριθμητικής προσομοίωσης της διαδικασίας εκχύσεως και στερεοποίηση είναι η βελτιστοποίηση των παραμέτρων της διαδικασίας και να συνειδητοποιήσουν την πρόβλεψη και ο έλεγχος της χύτευσης ελαττωμάτων. Χρησιμοποιήσαμε το λογισμικό SolidWorks 3D για την ανάπτυξη ακριβών μοντέλων στοιχείο του συστήματος πτερυγίων στροφείου και περίφραξη. Στη συνέχεια, εισάγει το μοντέλο σε AnyCasting για την προεπεξεργασία με βάση τη μέθοδο των πεπερασμένων διαφορά (FDM). Στον κόμβο διακριτές υπολογισμό, έχουμε προέρχονται μια εξίσωση διαφορών που περιέχει ένα πεπερασμένο αριθμό αγνώστων. Επίλυση των εξισώσεων διαφορά παράγει κατά προσέγγιση αναλυτικές λύσεις, οι οποίες χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό των φυσικών παραμέτρων και συνθηκών διεργασίας σε αριθμητικές προσομοιώσεις. Το κριτήριο σύγκλισης της επαναληπτικής υπολογισμού είναι<0.001. Σύμφωνα με το υπολειμματικό τήγμα μέτρο ελαστικότητας (RMM) 4 και το μοντέλο κριτήριο Niyama 5,6, η πιθανότητα εμφάνισης των ελαττωμάτων αξιολογείται. Η πλήρωση του τετηγμένου μετάλλου περιλαμβάνει μη-isothermal ροής, με απώλειες μεταφοράς θερμότητας και στερεοποίηση. Σύμφωνα με τη διατήρηση της μάζας, ορμής και ενέργειας, διάφορα θερμοδυναμική συμπεριφορά και την εξέλιξη στον τομέα της ροής μπορεί να αναλυθεί. Η εξίσωση συνέχειας, η εξίσωση Navier-Stokes (για την ορμή), η εξίσωση της ενέργειας και η λειτουργία όγκος ρευστού χρησιμοποιούνται για να προβλέψει τη συμπεριφορά πλήρωση του τηγμένου μετάλλου και περιγράφουν τις αλλαγές στην ελεύθερη επιφάνεια της ροής μετάλλου. Το μοντέλο κριτήριο Niyama για συρρίκνωση πρόβλεψη ορίζεται ως follows6:

Wher&\\ Ν101? G αντιπροσωπεύει την τοπική βαθμίδα θερμοκρασίας (K m-1) της περιοχής ενδιαφέροντος? R είναι ο ρυθμός ψύξης? CNiyama αντιπροσωπεύει το όριο του προτύπου νιγιάμα. Η αξία CNiyama που χρησιμοποιείται εδώ είναι 1,0 K1#2 s1/2 mm-1.4/

 

Results και συζήτηση

Numerical ανάλυση του αρχικού χυσίματος σχεδίου

Figure 2Α δείχνει το σχεδιασμό του κατακόρυφου συστήματος gating, το οποίο περιέχει 3.849.925 υπολογιστικών μονάδων. Η θερμοκρασία εκχύσεως (Tcasting) και της θερμοκρασίας του κελύφους του καλουπιού (Tceramic) είναι 1580 και 1200 ° C, αντιστοίχως. Η παροδική ροή του λειωμένου μετάλλου σε t1,9 δευτερόλεπτα δείχνεται στο Σχήμα 2b. Η έκχυση ολοκληρώθηκε σε περίπου 3,7 δευτερόλεπτα. Όπως φαίνεται στην εικόνα, η πλήμνη γέμισε με λεπίδες πριν. Αυτό συμβαίνει επειδή η λεπίδα δομή είναι πιο πολύπλοκη και το πάχος είναι άνιση, γεγονός που αυξάνει την αντίσταση ροής και την τάση να δημιουργούν στροβιλισμό. Το Σχήμα 2γ δείχνει την αλληλουχία του τηγμένου μετάλλου στερεοποίηση. Η στερεοποίηση ολοκληρώθηκε σε περίπου 882,5 δευτερόλεπτα.=Η εξωτερικό άκρο στερεοποιείται σε περίπου 187 δευτερόλεπτα, το οποίο συνέβη νωρίτερα από τη λεπίδα. Το Σχήμα 3 δείχνει την πιθανότητα ελαττωμάτων σε κάθε μέρος της χύτευσης με βάση τις παραμέτρους αρχικής χύτευσης χρησιμοποιώντας το μοντέλο κριτήριο Niyama (δηλαδή, λαμβάνοντας υπόψη την αναλογία της κλίσης της θερμοκρασίας και του ρυθμού ψύξης) σε συνδυασμό με RMM. RMM αντιπροσωπεύει ο όγκος των συγκρατούμενων τήγματος διαιρείται με το εμβαδόν επιφανείας, όταν η κρίσιμη κλάσμα στερεών που επιτυγχάνεται σε κάθε πλέγμα. Η μειώσει την αξία του RMM, τόσο μεγαλύτερη η πιθανότητα σχηματισμού ελαττωμάτων. Όπως φαίνεται στο σχήμα, συρρίκνωση ελαττώματα είναι επιρρεπείς να εμφανίζονται σε λεπτέςwalled περιοχές και περιοχές με μεγάλες μεταβολές. Το πάχος του δομικού τοίχου. Υποθέτουμε ότι η χρήση του τετηγμένου μετάλλου με χαμηλότερη θερμοκρασία και σε χαμηλότερη θερμοκρασία κέλυφος του καλουπιού προκαλεί την δομή πλησίον του λεπτού τοιχώματος να ψυχθεί πιο γρήγορα, με αποτέλεσμα την εσωτερική υπολειμματική άγχος και επιφάνεια συρρίκνωση και παραμόρφωση. Επιπλέον, η ταχεία ψύξη του καναλιού τροφοδοσίας μεταξύ των δευτερευόντων δενδριτών αυξάνει την αντίσταση ροής του τηγμένου μετάλλου, με αποτέλεσμα την ανεπαρκή ζωοτροφών και τελικά συρρίκνωση.-