Identification of cast steel latent heat on a basis of thermal and differential analysis

• Autorzy: Majchrzak E. , Mendakiewicz J.

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja utajonego ciepła krzepnięcia staliwa na podstawie analizy termicznej i różniczkowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Thermal and differential analysis (TDA) constitutes a very popular and effective tool of quantitative estimation of solidification process parameters, such as border temperatures, evolution of latent heat etc. TDA registering system is connected to the thermocouple located at a central point of sampling casting. Using the adequate program of automatic data processing one obtains the information concerning the cooling curve and its time derivative at the point corresponding to sensor position. In the paper the solution of inverse problem consisting in the identification of cast steel latent heat is discussed. The additional information neccessary to solve the problem results both from a knowledge of cooling curve T(t) and its time derivative T'(t). The criterion determining the optimum value of latent heat bases on the input data concerning not only T(t) but also T'(t). On a stage of numerical computations the finite difference method has been used. In a final part of the paper the examples of identification process are shown.

PL

Analiza termiczna i różniczkowa (ATD) stanowi bardzo popularne i efektywne narzędzie jakościowej estymacji parametrów procesu krzepnięcia takich jak temperatury graniczne, utajonego ciepło krzepnięcia itp. System rejestrujący ATD połączony jest z termoparą umieszczoną w centralnej części odlewu próbnego. Wykorzystując odpowiedni program komputerowy automatycznego przetwarzania danych otrzymuje się informacje dotyczące krzywej stygnięcia i jej pochodnej względem czasu (szybkości krzepnięcia) w punkcie odpowiadającym położeniu sensora. W artykule przedstawiono tzw. problem odwrotny polegający na identyfikacji utajonego ciepła krzepnięcia. Dodatkową informacją niezbędną do rozwiązania tego typu zadania była znajomość przebiegu zarówno krzywej stygnięcia T(t) jak i jej pochodnej T (t). Na etapie obliczeń numerycznych zastosowano metodę różnic skończonych. W końcowej części pracy przedstawiono wyniki identyfikacji.

Słowa kluczowe

EN

identification methods; solidification process; numerical simulation

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 9, No. 2
• Strony: 195--199
• Opis fizyczny: bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Majchrzak E.

autor

Mendakiewicz J.

• Silesian University of Technology, Gliwice, Poland,

Bibliografia

• 1.  Abou Khachfe, R., Jarny, Y., Estimation of heat sources within two  dimensional  shaped bodies,  Proceedings  if 3ICIF99, Port Ludlow, Washington, 1999, 1-8.
• 2.  Dems, K., Rousselet, B., Sensitivity analysis for transient heat conduction in a solid body - Part I: External boundary modification, Structural Optimization, 17, 1999, 36-45.
• 3.  Dowding, K.J., Blackwell, B.F., Design of experiments to estimate temperature dependent thermal properties, Inverse Problems in Engineering: Theory and Practice, ASME, 1999,509-518.
• 4.  Kleiber, M., Parameter sensitivity, J.Wiley & Sons Ltd., Chichester 1997.
• 5.  Kurpisz,  K.,  Nowak,  A.J.,  Inverse  Thermal  Problems, Computational Mechanics   Publications,    Southampton-Boston 1995.
• 6.  Majchrzak, E., Mendakiewicz, J., Gradient method of cast iron latent heat identification, Archives of Foundry Engineering, 7, 2007, 121-126.
• 7.  Majchrzak, E., Mochnacki, B., Identification of thermal properties of the system casting-mould, Materials Science Forum, 539-543, 2007, 2491-2496.
• 8.  Mochnacki, B., Majchrzak, E., The methods of inverse problems solution in the thermal theory of foundry processes, Research in Polish Metallurgy at the beginning of XXI century, ed., Świątkowski K., Committee of Metallurgy of the Polish Academy of Sciences, 2006, 239-254.
• 9.  Mochnacki, B., Majchrzak, E.,  Szopa, R.,  Suchy, J.S.,Inverse problems in the thermal theory of foundry, Scientific Research of the Institute of Mathematics and Computer Science, Częstochowa, 1(5), 2006, 154-179.
• 10. Mochnacki, B., Suchy, J.S., Numerical methods in computations of foundry processes, PFTA, Cracow 1995.
• 11. Szopa,  R.,  Analiza wrażliwości  i  zadania odwrotne w termodynamice    procesów    odlewniczych,    Wyd. Pol. Częstochowskiej, Częstochowa 2006, (in Polish).