Introduce
A járókerék van a központi eleme a centrifugál szivattyú. Üzem közben a járókerék kell rázkódásra és a centrifugális erő, ezáltal gyakorolva húzó-,nyomó- és hajlító igénybevétel a pengét. Ezen túlmenően, átfolyik a külső tűszúrásszerű lyukak vagy mikro-holes (ahogy az 1. ábrán látható), hajlamos arra, lyukkorrózió, ezáltal csökkentve
A hatékonyságát folyadéktovábbító. Ezért, így a belső és a felületi hibákat a lapátok fontos, hogy megakadályozzák kúszás, anyagfáradás kudarc, sőt károkat. Casting flow elemzés lehet építeni az előzetes tervezési folyamat, hogy csökkentse annak lehetőségét, alkotó hibák befektetési öntés (mint a szegregáció, felszíni pinholes, zsugorodás és porozitás), amely jelentősen javítja a minőségét öntvények és lerövidíti a termékfejlesztési folyamat. Számos módszert dolgoztak ki, hogy szimulálják a szakadó folyamat öntés, beleértve a félig-implicit eljárásnyomás korrelációs egyenlet (egyszerű), Mark és az elem (MAC) módszer 2, és a folyadék térfogatát oldatot algoritmus (SOLA-VOF) módszerrel. 3. Annak érdekében, hogy a minőségi járókerék öntvény, ez a tanulmány használja penész-flow elemzés technológiával AnyCasting szimulálni a szakadó folyamat optimalizálása a szakadó rendszert ésnöveli a termelés és a termelékenység öntvények.
1 tipikus hibák által alkotott spirál járókerék centrifugális szivattyú: belső zsugorodása pórusok; b felületi hibák
Method
A használt komponensek a kísérletben szereplő lapátkerék átmérőjű öntőformában a 96,803 mm-es, és egy kapu a 60 mm-es két futók mindkét oldalon. Ábra a 2a ábra a kezdeti tervezési a kapuzó rendszer. Az anyag a szivattyú 17-4PH rozsdamentes acél. A fizikai tulajdonságok rozsdamentes acél anyagok a következők: sűrűség (ρ) van 7750 kg m-3, fajhő (S) van 459,45 J kg-1 · ° C, likvidusz hőmérséklete (TP) 1440 ° C, és a szolidusz hőmérséklet (TS) 1400 ° C. A hőtágulási és hővezetési jelentősen változik a hőmérséklettel, és ezek tekinthetők változókat. A fizikai paraméterek (mint például a sűrűség, fajhő és a latens hő), hogy van egy korlátozott változása a hőmérséklet függvényében, kezelik őket állandók a szimulációs szoftver. A fő célja anumerikus szimuláció a szakadó és megszilárdulása során, hogy optimalizálja a folyamat paramétereit és megvalósítani a jóslat és ellenőrzése öntési hibákat. Mi használt SolidWorks 3D szoftverek fejlesztése pontos elem modellek a lapátok öntési rendszer. Majd importálja a modellt AnyCasting előfeldolgozásának alapján a véges differencia módszer (FDM). A diszkrét számítási csomópont, mi származik a különbség egyenlet tartalmazó véges számú ismeretlenek. Megoldása differenciaegyenletek termel közelítő analitikus megoldásokat, amelyeket a tervezés fizikai paraméterek és eljárási körülmények anumerikus szimulációk. A konvergencia kritérium az iteratív számítás<0.001. Szerint a maradék olvadék modulus (RMM) 4, és a Niyama kritérium modell 5,6, a valószínűségét a hibák értékeljük. A töltelék az olvadt fém magában foglalja anem-isothermal folyni, a hőátadás veszteségek és megszilárdulási. Szerint a tömeg megmaradása, lendület és az energia, a különböző termodinamikai viselkedés és áramlási mező evolúció lehet elemezni. A kontinuitási egyenlet, a Navier-Stokes egyenletet (a lendület), az energia egyenlet, és a folyadék térfogata funkció használjuk, hogy megjósoljuk a töltelék viselkedését az olvadt fém és írja le a változások a szabad felületén a fém áramlását. A Niyama kritériuma modellje zsugorodás predikciót megadva follows6:
Where G jelentése a helyi hőmérséklet-gradiens (K m-1) a régió az érdeklődés; R jelentése a hűtési sebesség; CNiyama képviseli a küszöböt a Niyama szabvány. A CNiyama érték itt alkalmazott 1,0 K1/2 S1/2 mm-1,4
Results és megbeszélés
Numerical elemzése kezdeti szakadó terv
Figure 2a mutatja a design a függőleges kapuzó rendszer, amely tartalmaz 3.849.925 számítási egységeket. A kiöntő hőmérséklet (Tcasting) és héjforma hőmérséklete (Tceramic) vannak 1580 1200 ° C, ill. A tranziens az olvadt fém áramlását a t=1,9 másodperc ábrán mutatjuk be a 2b. A szakadó fejeződött körülbelül 3,7 másodperc. Ahogy a képen látható, az agy tele volt pengék előtt. Ez azért van, mert a penge szerkezet bonyolultabb, és a vastagsága egyenetlen, aminöveli az áramlási ellenállást, és az a tendencia, hogy létrehoz turbulencia. 2c ábra mutatja a szekvencia az olvadt fém megszilárdulása. A megszilárdulás fejeződött körülbelül 882,5 másodperc.A külső széle megszilárdul körülbelül 187 másodperc, ami korábban történt, mint a penge. A 3. ábra mutatja a valószínűsége a hibák minden részében az öntvény alapján az öntés kezdetén paraméterek felhasználásával Niyama kritérium modell (azaz, figyelembe véve az arány a hőmérséklet-gradiens és hűtési sebesség) kombinált RMM. RMM képviseli a hangerőt a visszatartott olvadék osztva a felülete, amikor a kritikus szilárd frakciója éri el minden egyes rács. A kisebb az érték az RMM, annálnagyobb a lehetősége az alkotó hibák. Amint az ábrán látható, a zsugorodás hibák hajlamosak megjelenni vékony-walled területek, valamint anagy változások. A vastagsága a szerkezeti fal. Úgy gondoljuk, hogy a használata az olvadt fém alacsonyabb hőmérsékleten és alacsonyabb héjforma hőmérséklete okozza a szerkezet közelében, a vékony falat lehűlni gyorsabb, így a belső maradó feszültség és a felületi zsugorodását és alakváltozását. Ezen túlmenően, a gyors hűtés a takarmány közötti csatorna a másodlagos dendriteknöveli az áramlási ellenállást a fémolvadék, ami elégtelen a takarmány-és végül zsugorodást.
