Introduce

  oběžného kola je základní složkou odstředivého čerpadla. Během provozu se rotor musí vydržet vibrace a odstředivé síly, a tím se projevují pevnost v tahu, tlaku a ohybunamáhání čepele. Kromě toho teče přes vnější díreknebo mikro-holes (jak je znázorněnona obrázku 1), má tendenci způsobovat důlkové korozi, čímž se sníží

Účinnost přenosu kapaliny. Proto odstranění vnitřních a povrchových vad lopatek oběžného kola je důležité, aby se zabránilo tečení, selhání únavy a dokonce poškození. Odlévání analýza proudění mohou být začleněny do předběžnéhonávrhu procesu, aby se snížila možnost, které vad lití (jako segregace, povrchových dírek, smršťování a pórovitosti), což může výrazně zlepšit kvalitu odlitků a zkrátit proces vývoje produktu. Bylo vyvinutoněkolik metod pro simulaci licí proces lití, včetně semi-implicit způsobu tlak korelační rovnice (jednoduché), ochranné známky a způsobu prvku (MAC) 2 a objemu kapaliny algoritmu řešení metodou (SOLA-VOF). 3. Za účelem zlepšení kvality oběžných odlitků, tato studie používá technologii pro analýzu průtokovou forma v AnyCasting simulovat licí proces optimalizovat tekutým kovem a zvýšit výkon a produktivitu odlitků.

1 Typické defekty vytvořené spirálové oběžného kola odstředivého čerpadla: vnitřní smrštění póry; b povrchové vady

Method

součásti použité v experimentu zahrnuty oběžné formy o průměru 96.803 mm a brány 60 mm se dvěma běžcina obou stranách. Obrázek 2a znázorňuje počátečnínávrh vtokové soustavy. Materiál čerpadla je 17-4PH znerezové oceli. Fyzikální vlastnosti materiálu znerezové oceli, jsounásledující: hustota (ρ) je 7750 kg m-3, specifické teplo (S) 459,45 J kg-1 · ° C, teplotu likvidu (TP) je 1440 ° C, a teplota solidu (TS) je 1400 ° C. Koeficient tepelné roztažnosti a významně tepelné změny vodivosti s teplotou, a jsou považovány za proměnné. Z fyzikálních parametrů (jako je hustota, měrné teplo a latentního tepla), které mají omezenou změnu s teplotou, se zpracovávají s konstantami v simulační software. Hlavním účelemnumerické simulace licí a tuhnutí je optimalizovat parametry procesu a realizovat predikci a kontrolu vad odlitků. Použili jsme 3D SolidWorks software vyvíjet přesné modely prvkem lopatkami oběžného kola a vtokové soustavy. Pak import modelu do AnyCasting pro předzpracování založenéna metodě konečných rozdílu (FDM). V diskrétním výpočtu uzlu, jsme odvodili diferenční rovnice obsahující konečný početneznámých. Řešení diferenční rovnice vytváří přibližné analytické řešení, která se používají v konstrukci fyzikálních parametrů a procesních podmínek vnumerické simulace. Konvergenční kritérium iterativní výpočet je<0.001. Podle zbytková tavenina modul (RMM) 4 a kritérium modelu Niyama 5,6, pravděpodobnost výskytu vad se vyhodnocuje. Plnění roztaveného kovu zahrnujene-isothermal toku, se ztrátami pro přenos tepla a tuhnutí. Podle zachování hmoty, hybnosti a energie, různé termodynamické chování a evoluce pole tocích jsou analyzovány. Rovnice kontinuity, Navier-Stokes rovnice (pro hybnost), energie rovnice a funkce objem kapaliny se používají pro předvídání chování plnění roztaveného kovu a popsat změny volného povrchu proudu kovu. Kritérium Model Niyama smrštění predikci je uvedeno takto6:

Where G představuje místní teplotní gradient (K m-1) z oblasti zájmu; R je rychlost ochlazování; CNiyama představuje práh standarduniyama. Hodnota CNiyama zde používá, je 1,0 K1/2 s1/2 mm, 1,4

 

Results a diskuse

Numerical analýza počáteční licí plánu

Figure 2A ukazuje provedení vertikálního vtokové soustavy, která obsahuje 3849925 výpočetní jednotky. Licí teplota (Tcasting) a teplota část formy (Tceramic) jsou 1580 a 1200 ° C, v tomto pořadí. Přechodné průtoku roztaveného kovu při t=1,9 sekundy je znázorněnona obrázku 2b. Nalévání byla dokončena v asi 3,7 sekundy. Jak je znázorněnona obrázku,náboj bylnaplněn lopatkami před. To je proto, ženůž struktura je složitější a tloušťka jenerovnoměrné, což zvyšuje odpor proti proudění a tendenci vytvářet turbulence. 2C ukazuje sekvenci roztaveného kovu tuhnutí. Tuhnutí byla dokončena v asi 882,5 sekund.vnější hrany tuhne při asi 187 sekund, což se stalo dříve,než lopatky. Obrázek 3 ukazuje pravděpodobnost poruch v každé části odlitkuna základě počátečních parametrů lití s ​​použitím modeluniyama kritérium (to znamená, že s ohledemna poměr teplotního spádu a rychlosti chlazení) v kombinaci s RMM. RMM představuje objem zadržené taveniny dělený povrchové plochy, je-li rozhodující podíl pevných látek dosáhl v každém roštu. snížit hodnotu RMM, tím větší je možnost tvorby vad. Jak je znázorněnona obrázku, smrštění vady jsounáchylné k objevit v tenké-walled oblastí a oblastí s velkými změnami. Tloušťkanosná stěna. Domníváme se, že použití roztaveného kovu snižší teplotou anižší teplotě se skořepinovou formou způsobuje strukturu u tenké stěny ochladit rychleji, což má zanásledek vnitřní pnutí a povrchového smrštění a deformaci. Kromě toho, rychlé chlazení přívodního kanálu mezi sekundárními dendritů zvyšuje odpor proudění roztaveného kovu, což má zanásledeknedostatečnou krmiva a případně smršťování.