Аналіз теплообмінних процесів у системі «метал — протипригарне покриття — заморожена форма»
DOI:
https://doi.org/10.15407/steelcast2024.02.005Ключові слова:
лиття в заморожені форми, протипригарне покриття, теплообмін, математичне моделювання, номограма, охолодження, розплав, температура, алюмінійАнотація
Статтю присвячено аналізу теплообмінних процесів у системі «метал — протипригарне покриття — заморожена форма», який є важливим аспектом досліджень у сфері матеріалознавства та промислової технології, оскільки він впливає на якість та ефективність кінцевого продукту. В дослідженні також надано особливу увагу процесам теплообміну між металом, протипригарним покриттям та замороженою формою завдяки аналізу отриманих показників, розрахункових та експериментальних даних. Крім того, необхідно врахувати взаємодію між різними елементами системи, такими як термодинамічні властивості покриття та теплоізоляційні властивості замороженої форми. Одним із ключових аспектів аналізу було урахування теплоємності та теплопровідності матеріалів, які входять до складу системи, оскільки теплоємність вказує на здатність матеріалу поглинати тепло, а теплопровідність визначає його здатність передавати тепло. Розглянуто властивості протипригарного покриття, яке захищає метал від високих температур та забезпечує оптимальні умови для замороження форми, оскільки вони можуть впливати на теплообмін шляхом зменшення чи збільшення контакту між металом та замороженою формою. На основі отриманих даних побудовано номограму для визначення мінімальної товщини замороженого стрижня залежно від товщини стінки виливка та температури охолодження форми. Розроблена математична модель процесу теплопереносу в системі ґрунтується на методі клітинних автоматів. Модель адекватно описує реальний процес і може бути використана для чисельних досліджень. Результати роботи дають можливість допомогти покращити технологію виробництва та підвищити якість кінцевого продукту саме завдяки аналізу теплообмінних процесів у системі «метал — протипригарне покриття — заморожена форма».
Посилання
Berlyzeva, T.V., Ponomarenko, O.I., Horb, V.A. (2012). The use of expanded polystyrene additives as softeners for molding and rod mixtures on liquid glass. Foundry production: technologies, materials, equipment, economics and ecology: international scientific and practical conference, November 19-21. Kyiv: PTIMA of the National Academy of Sciences, pp. 31-33 [in Russian].
Berlyzeva, T.V., Ponomarenko, O.I. (2014). Investigation of the influence of a complex softening additive on the properties of cold-hardening mixtures on liquid glass. Metallurgical and mining industry, 4, 27-30 [in Russian].
Berlyzeva, T.V. (2013). Use of cold-hardening mixtures on liquid glass using cyclocarbonates. Bulletin of NTU "KhPI". Collection of scientific works. Series: New solutions in twisted technologies. Kharkiv: NTU "KhPI", 42(1015), 21-26 [in Russian].
Zamyatin, N.I., Lysenko, T.V., Ruseva, V.A. (2013). Application of water-based non-stick paints when casting into frozen molds. Casting 2013. Zaporozhye: ZTPP, pp. 60-62 [in Russian].
Zamyatyn, N.Y., Prokopovich, L.V., Malykh, S.V. (1999). The technological process of forming electrophoretic shells. Odessa. Proceedings of the OPU, 3(9), 8-9 [in Russian].
Lysenko, T.V., Zamyatin, M.I., Ruseva, V.A. (2012). Production of castings in frozen forms under low pressure. Materials of the II International scientific and practical conference "Foundry production: technologies, materials, equipment, economics and ecology". Kyiv: PTIMA of the National Academy of Sciences, pp. 127-129 [in Ukrainian].
Zamyatin, N.I., Zamyatin S.A. (2015) Mathematical model of heat and mass transfer in low-temperature form based on cellular automata. Materials of the XI International Scientific and Practical Conference. Zaporozhye: ZTPP, pp. 100-102 [in Russian].