Numeric simulation of the solidification of tbe pure iron varying tbe solidification process parameters



Título del documento: Numeric simulation of the solidification of tbe pure iron varying tbe solidification process parameters
Revista: Revista técnica de la Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000448012
ISSN: 0254-0770
Autores: 1
1
Instituciones: 1Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, Parana. Brasil
Año:
Volumen: 29
Número: 3
Paginación: 197-208
País: Venezuela
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Teórico
Resumen en español En este trabajo se r ealizó la simulación numérica en dos dimension es d e la solidifica ción del hierro en moldes de arena sintética al verde industrial, Al 50/60 y mulita por medio de la técnica d e elementos fi­nitos con el progra:ma ANSYS. Las propiedades termofisica s del hierro fueron consideradas depen d ien tes de la temperatura. mientras q u e estas propiedades para la arena y la m ullta se consideraron constantes; adicionalmente. se tomó en cuenta el fenómeno de con vección en la superficie externa d el molde. Se estudi ó el efect o de los siguientes parámetros en el proceso de solidificación : tipo de arena y mulita, tempera ­tura de precalentarnlen t o del molde (ambiente y calentado). tempera turas de s u percalentamiento del me­tal liquid o y la pérdida de calor por convección e n el molde. La optimizaCión de estos parámetros s e realizó por el método de diseño factorial. Las caracteristica metalúrgicas del cahe-¿al de alimentación y del tope calIente no se consideraron en este estudio , ya que son irrelevantes en el comportamiento d e la transfe­rencia d e calor entre el metal y el molde. Debido a que las propiedad es termofisicas del h ierro dependen con la tem peratura, este es un tipo de problema d e caraclerislica no lineal. Los resultados d e la t ransfe­rencia de calor se presentan en un sistema de dos dim e n s iones para el flujo térmico . el grad ien te térmico. las curvas de enfriamiento en varios pu n tos de la pieza solid ificad a y las c urvas d e calentamiento y / o en­friamiento en los moldes; a s í como también, el anaIisis de los resultado por el método d e planeamiento factorial fueron real1zados, p ues, mediante esta análisis fue encontrado que el tipo de molde influencia ne­gativamente en el resultado, por otro lado. la interacción de la temperatura del metal con el fenómeno de confección contribuyo s ign ificativamente en el
Resumen en inglés In lhe s tudy reported in lhis work. two-dimensional numerical simulations were made of pure iron solidification in industrial Al 50/60 AFS greensand and mullite molds. using tbe llnite element technique and the ANSYS software program o For t bis purpose. the thermophysical properties of!ron were considered temperature-dependen t. while for sand and mullite these propertles were considered constant, and U1e con vection phenomenon was also considered on the external surface of the moldo In order to study the in­fiuences of the parameters in t h e s olidification process. such as. sand and mullite m old typ s. preheating temperalure of lhe mold (ambien t and beatedl, superheating temp erature of th liquid m etal and Joss of heat on the mold by convectlon . tbe optimization through lhe factorial design was accomplished. Metal­lurgical characteristics. such as the attack zone In tbe feed hea d and h ol top , wer e not taken into account in this study. since they are irrelevant lo the b ehavior of metal to mold heat lran sfer. Owing lo the temp er­ature-dep en d en t thermo -physical prop erties of iron. lhis type of problem is of nonlinear charactcris tic. The results of the heat transfer are shown throughout lhe 2D system , as thermal ilow. thermal gradlent, the cooling curves a t various poin ts of lhe s olldified specimen were determined, as well a s t b e a:nalysis of the fa c torial design of the result and heating or / and cooling in lhe m olds were also accom p lis h ed. Through th analysls of the factorial design resull of the parameters it was found which mold type influ­ences negatively the result and fue in leraction of the metal lem perature with the convection phenomenon contribu ted significanlly to t h e result. Tbe coolfng curves characte rize the grain slz e and mechanlcal properties ofmetal; hence. owin g to lhe smaller grain size of metal cast in mulüte molds. this type of mold
Disciplinas: Matemáticas
Palabras clave: Matemáticas puras,
Ansys-software,
Hierro,
Moldes de arena,
Simulación numérica,
Solidificación
Keyword: Ansys-software,
Iron,
Numerical simulation,
Sand moulds,
Solidification
Texto completo: https://produccioncientificaluz.org/index.php/tecnica/article/view/6025/6013