شبیه‌سازی عددی تاریخچه دمایی در قالب و قطعه ریختگی طی فرآیندریخته‌گری گریز از مرکز افقی لوله های چدن نشکن

لوله‌های چدن نشکن کاربرد وسیعی در شبکه‌های مدرن آب آشامیدنی و فاضلاب دارند. این لوله‌ها اغلب به روش ریخته‌گری گریز از مرکز افقی تولید می‌شوند. در تحقیق حاضر از بسته نرم‌افزاری انسیس به منظور ‌شبیه‌سازی حرارتی فرآیند ریخته‌گری این لوله‌ها بر مبنای روش اجزا محدود، استفاده شده است. این شبیه‌سازی شامل به دست آوردن تاریخچه توزیع دما در قالب و مذاب طی چرخه‌های دمایی مختلف می‌باشد. در این تحلیل تغییر فاز ناشی از انجماد، تابعیت خواص ترمو فیزیکی مواد با دما، ضریب انتقال حرارت در مرز مشترک مذاب- قالب ناشی از پوشش قالب و فاصله هوایی و شرایط مرزی حرارتی‌ متناسب با شرایط عملی درنظر‌‌ گرفته‌ شده است. در این مقاله، فرآیند مذاب‌ریزی توسط ناودان متحرک نیز، شبیه‌سازی شده و توزیع گذرای دما در سرتاسر بدنه اصلی قالب و لوله به دست آمده است. نتایج حل حرارتی فرآیند ریخته‌گری با نتایج آزمایشگاهی انجام شده در این تحقیق و نتایج تجربی ارایه شده توسط دیگر محققان مقایسه شده که تطابق خوبی را نشان می‌دهد. این نتایج می‌تواند به عنوان ورودی برای مدلی که عمر خستگی حرارتی قالب‌های لوله‌ریزی را تخمین می‌زند به کار رود. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که مقاومت حرارتی ناشی از فاصله هوایی و پوشش قالب نقش موثری در توزیع دما در قالب و لوله دارد. همچنین فرآیند مذاب‌ریزی باعث تشکیل گرادیان‌های دمایی در جهت محوری در قالب و لوله می‌گردد.