Krzepnięcie

Przykład zadania

Celem zadania jest prześledzenie przebiegu procesu krzepnięcia dla odlewu stopu aluminium i 4% miedzi. Przekrój poprzeczny odlewu i zastosowanej staliwnej wlewnicy przedstawiono na rysunku.


Przyjęte własności materiałowe dla odlewu:
  • gęstość fazy stałej: 2800 [kg/m3]
  • gęstość fazy ciekłej: 2500 [kg/m3]
  • ciepło właściwe fazy stałej: 980 [J/(kg*K)]
  • ciepło właściwe fazy ciekłej: 1050 [J/(kg*K)]
  • współczynnik przewodności cieplnej fazy stałej: 200 [W/(m*K)]
  • współczynnik przewodności cieplnej fazy ciekłej: 90 [W/(m*K)]
  • temperatura solidus: 853 [K]
  • temperatura likwidus: 923 [K]
  • temperatura krzepnięcia czystego składnika: 933 [K]
  • temperatura eutektyczna: 821 [K]
  • ciepło krzepnięcia: 3.9e5 [J/kg]
  • współczynnik rozdziału domieszki: 0.125 [ ]
  • zależność wielkości ziarna [m] od prędkości krzepnięcia [K/s] br>
    prędkość [K/s] wielkość ziarna [m]
    03.40000000000000E-0005
    0.52.93986003699552E-0005
    12.14920990001710E-0005
    21.33779575697705E-0005
    2.51.12091184347883E-0005
    39.63793544049117E-0006
    3.58.44977203544028E-0006
    47.52077337557223E-0006
    4.56.77492830082853E-0006
    56.16315439534862E-0006
    5.55.65240078544386E-0006
    74.52615140849382E-0006
    103.23552778677737E-0006
    251.33315906882101E-0006
    506.73245107570320E-0007
    605.61970570065005E-0007
    804.22354783208031E-0007
    904.22354783208031E-0007
  • współczynnik Brody-Flemingsa: 4.6e-10 [m2]
Przyjęte własności materiałowe dla formy:
  • gęstość: 7200 [kg/m3]
  • ciepło właściwe: 738 [J/(kg*K)]
  • współczynnik przewodności cieplnej: 24 [W/(m*K)]
Podział geometrii na elementy skończne (obszary rozdzielone):
  • obszar odlewu: 1241 węzłów, 2177 elementów
  • obszar lewej części wlewnicy: 788 węzłów, 1380 elementów
  • obszar prawej części wlewnicy: 813 węzłów, 1414 elementów
  • razem: 2840 węzłów, 4971 elementów

Przyjęte warunki brzegowe:
  • wymiana ciepła z otoczeniem: temperatura otoczenia 300 [K], współczynnik wymiany ciepła
    • dół wlewnicy: 50 [W/(m2*K)]
    • boki wlewnicy: 200 [W/(m2*K)]
    • góra wlewnicy: 20 [W/(m2*K)]
  • wymiana ciepła między obszarami wlewnicy i odlewu poprzez warstwę rozdzielającą: współczynnik: 1250 [W/(m2*K)] na wszystkich brzegach styku
  • wymiana ciepła między częściami wlewnicy: współczynnik: 800 [W/(m2*K)]
Przyjęte temperatury początkowe:
  • odlew: 960 [K]
  • wlewnica: 460 [K]
Pozostałe parametry procesu:
  • sformułoanie krzepnięcia: podstawowe entalpowe
  • model krzepnięcia: pośredni
  • aproksymacja entalpii w przedziale krzepnięcia: pełna
  • krok czasu dla obliczeń: 0.05 [s]
  • liczba kroków czasu: 8000
  • interwał zapisu wyników: 20 (1 [s])

Wybrane wyniki






Wszystkie pliki zadania i wyniki znajdziesz w folderze examples\t1.

Spis treści


Grzegorz Szwarc
Data ostatniej modyfikacji: 2002-12-13