Introduce
Codul rotorului este componenta de bază a pompei centrifuge. În timpul funcționării, rotorul trebuie să reziste la vibrațiile și forța centrifugală, exercitând astfel stresul de tracțiune, compresiune și îndoire asupra lamei. În plus, care curge prin găuri exterioare sau micro-nholi (după cum se arată în figura 1) tinde să provoace coroziunea pitting, reducând astfel eficiența transferului de lichide. Prin urmare, eliminarea defectelor interne și de suprafață ale lamelor rotorului este esențială pentru a preveni creepul, eșecul oboselii și chiar deteriorarea. Analiza fluxului de turnare poate fi încorporată în procesul de proiectare preliminară pentru a reduce posibilitatea formării defectelor în turnarea investițiilor (cum ar fi segregarea, paturile de suprafață, contracția și porozitatea), ceea ce poate îmbunătăți semnificativ calitatea turnărilor și poate scurta procesul de dezvoltare a produselor. Au fost dezvoltate mai multe metode pentru a simula procesul de turnare în turnare, inclusiv metoda semi-nimplicită a ecuației de corelație a presiunii (simplă), metoda de marcă și element (MAC) și volumul algoritmului de soluție fluidă (SOLA-VOF). 3 Pentru a îmbunătăți calitatea turnărilor rotorului, acest studiu utilizează tehnologia de analiză a fluxului de mucegai în orice mod de a simula procesul de turnare pentru a optimiza sistemul de turnare și pentru a crește ieșirea și productivitatea turnărilor.
--
\\ defecte tipicen1 formate prin rotorul spirală a unei pompe centrifugale: contracție internă pori; Componentele utilizate în experiment au inclus un mucegai de rotor cu un diametru de 96,803 mm și o poartă de 60 mm cu doi alergători de pe ambele părți. Figura 2A ilustrează proiectarea inițială a sistemului de garnitură. Materialul pompei este oțel inoxidabil 174ph. Proprietățile fizice ale materialelor din oțel inoxidabil sunt după cum urmează: Densitatea (ρ) este de 7750 kg M
1 ° C, temperatura lichidului (TP) este de 1440 ° C și temperatura Solidus (Ts) este de 1400 ° C. Coeficientul de expansiune termică și conductivitate termică se modifică semnificativ cu temperatura și sunt considerate variabile. Pentru parametrii fizici (cum ar fi densitatea, căldura specifică și căldură latentă) care au o schimbare limitată cu temperatura, acestea sunt tratate cu constante în software-ul de simulare. Scopul principal al simulăriinumerice a procesului de turnare și solidificare este de a optimiza parametrii procesului și de a realiza predicția și controlul defectelor de turnare. Am folosit software 3D SolidWorks pentru a dezvolta modele de elemente precise ale lamei rotorului și ale sistemului de gating. Apoi, importați modelul în orice mod de preprocesare bazat pe metoda diferenței finite (FDM). Înnodul de calcul discret, am derivat o acțiune de diferență care conține unnumăr finit denecunoscute. Rezolvarea ecuațiilor diferențe produce soluții analitice aproximative, care sunt utilizate în proiectarea parametrilor fizici și a condițiilor de proces în simulărinumerice. Criteriul de convergență al calculului iterativ este0.001. Conform modulului de topire reziduală (RMM) 4 și modelul criteriului Niyama 5,6, este evaluată probabilitatea apariției defectelor. Umplerea metalului topit implică fluxulnon-nisothermal, cu pierderi de căldură și solidificare. Conform conservării masei, a impulsului și a energiei, pot fi analizate diferite comportamente termodinamice și evoluția câmpului de curgere. Ecuația de continuitate, ecuația Navierstokes (pentru moment), ecuația energetică și funcția volumului fluidului sunt utilizate pentru a prezice comportamentul de umplere al metalului topit și pentru a descrie modificările suprafeței libere a fluxului de metal. Modelul criteriu Niyama pentru predicția contracției este specificată ca follows6:
Wher
101; G reprezintă gradientul temperaturii locale (K M-1) din regiunea de interes; R este viteza de răcire; Cniyama reprezintă pragul standardului Niyama. Valoarea CNiyama utilizată aici este de 1,0 K12 s12 mm-1.4---<--
Results și discuții
&#Figure 2a prezintă proiectarea sistemului gating vertical, care conține 3849925 unități de calcul. Temperatura de turnare (Tcasting) și temperatura mucegaiului (Tceramic) este de 1580 și, respectiv, 1200 ° C. Fluxul tranzitor al metalului topit la t/1,9 secunde este prezentat în figura 2b. Turnarea a fost finalizată în aproximativ 3,7 secunde. După cum se arată în imagine, hubul a fost umplut cu lame înainte. Acest lucru se datorează faptului că structura lamei este mai complexă și grosimea esteneuniformă, ceea ce mărește rezistența la curgere și tendința de a genera turbulențe. Figura 2C prezintă secvența de solidificare metalică topită. Solidizarea a fost finalizată în aproximativ 882,5 secunde./n
n n
n \\ Figura 3 prezintă probabilitatea de defecte în fiecare parte a turnării pe baza parametrilor inițiali de turnare utilizând modelul criteriului Niyama (adică, având în vedere raportul dintre gradientul de temperatură și viteza de răcire) combinată cu RMM. RMM reprezintă volumul topiturii reținute împărțit la suprafața în care se ajunge la fracția de solide critice la fiecare rețea.
the reduce valoarea RMM, cu atât este mai mare posibilitatea de a forma defecte. După cum se arată în figură, defectele legate de contracție sunt predispuse să apară în zone subțiri și zone cu schimbări mari. Grosimea peretelui structural. Speculăm că utilizarea metalului topit cu o temperatură mai scăzută și o temperatură a mucegaiului inferior determină structura în apropierea peretelui subțire să se răcească mai repede, rezultând stres rezidual intern și contracție de suprafață și deformare. În plus, răcirea rapidă a canalului de alimentare dintre dendritele secundare crește rezistența la curgere a metalului topit, care rezultă în hrana insuficientă și, eventual, o contracție.
= -
