Rola cząstek grafitu w wymianie ciepła na granicy metal-forma podczas przepływu kompozytu w kanale formy

• Autorzy: Konopka Z. , Łągiewka M. , Zyska A. , Nadolski M.

Warianty tytułu

EN

The significance of graphite particles in the heat exchange at the metal-mould interface during the composite flow along the mould channel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki obliczeń współczynnika wymiany ciepła na granicy metal-forma podczas płynięcia stopu AlMg10 i porównawczo kompozytów na osnowie stopu AlMg10 z 10 i 20% udziałem stałych cząstek grafitu jako zbrojenia w kanale spiralnej próby lejności. Na podstawie pomiarów temperatury metalu podczas płynięcia wyznaczono prędkości płynięcia i krzywe stygnięcia. Te dane pomiarowe wykorzystano do obliczenia wartości współczynników wymiany ciepła w danym miejscu strugi i długości kanału formy. Przedstawiono graficzną prezentację obliczeń zmiany współczynnika wymiany ciepła w czasie i na długości kanału. Przedstawiono porównanie uzyskanych wartości i analizę wpływu cząstek grafitu na wymianę ciepła. Stwierdzono, że cząstki grafitu w zawiesinie kompozytowej powodują spadek wartości współczynnika wymiany ciepła na granicy metal-forma. Podczas płynięcia i stygnięcia metalu maleje wartość współczynnika wymiany ciepła na czole strugi wywołanego obniżaniem się temperatury i prędkości. Krzepnięcie metalu hamuje spadek jego temperatury i jednocześnie prędkości przepływu, co ma decydujący wpływ na spadek wartości współczynnika wymiany ciepła.

EN

Calculation results concerning the heat transfer coefficient at the metal-mould interface during flow of the AlMg10 alloy and AlMg10 matrix alloy composites with 10 and 20% volume fractions of solid graphite particles as reinforced in the channel-like cavity of the spiral castability test mould. The experimental cooling curve as well as changes of flow velocity have been determined on the basis of the measured metal temperature during flow. The cooling curve equation for the examined alloy, derived from the heat balance condition in a casting-mould system and taking into account experimental data concerning changes in metal temperature and its flow velocity, has enabled evaluation of the heat transfer coefficient at a given point of a metal stream along the mould channel. Graphic representations of changes of this coefficient against time and the channel length have been presented. Graphite particles in composite suspension cause decrease of heat transfer coefficient at the metal-mould interface. The value of heat transfer coefficient at the stream front decreases during metal flow and cooling due to the drop in its temperature and velocity. Solidification of metal retards this temperature and velocity decrease, which is decisive for the decrease of the heat transfer coefficient value.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt; współczynnik wymiany ciepła; analiza termiczna; stop aluminium

EN

heat exchange; heat transfer coefficient; thermal analysis; aluminium alloy

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 8, nr 1
• Strony: 82--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Konopka Z.

autor

Łągiewka M.

autor

Zyska A.

autor

Nadolski M.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa,

Bibliografia

• [1] Longa W., Solidification of castings (in Polish), Śląsk, Katowice 1985.
• [2] Balandin G.F., Principles of theory of castings formation (in Russian), Maszinostroenie, Moskwa 1979.
• [3] Longa W., Solidification of castings in metal mould (in Polish), Śląsk, Katowice 1978.
• [4] Braszczyński J., Theory of foundry processes (in Polish), PWN, Warszawa 1989.
• [5] Fleming M.C., Solidification processing, Mc Graw-Hill Book, New York 1973.
• [6] Wiśniewski S., Wiśniewski T., Heat exchange (in Polish), WNT, Warszawa 2000.
• [7] Mochnacki B., Suchy J., Numerical methods in computations of foundry processes, Polish Foundrymen's Technical Association, Kraków 1995.
• [8] Puzyrewski R., Sawicki J., Principles of fluid mechanics and hydraulics (in Polish), PWN, Warszawa 1987.
• [9] Zierep J., Similarity criteria and modeling principles in fluid mechanics (in Polish), PWN, Warszawa 1978.
• [10] Konopka Z., Łągiewka M., Solidification of AlMglO alloy during flow in casting mould, Hutnik 2006, 6, 285.