铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程模拟

作者:李杰华;郝启堂;杨光昱 刊名:特种铸造及有色合金 上传者:李坚

【摘要】采用计算机模拟方法对铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程的温度场以及流场进行分析。结果表明,在转杆内部放置一个导气管,可以显著降低气体温度,从而可以有效地解决旋转喷头由于熔剂因高温变软而堵塞的问题;旋转速度和进气流量对铝合金熔体旋转喷吹除气净化效果具有重要影响,应该根据具体情况选择合适的工艺参数。熔池为方形结构时,气体主要从对角处出去,而远离对角处的体积分数却显著降低,甚至可能发生吸气。

全文阅读

铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程模拟 李杰华  郝启堂  杨光昱 (西北工业大学材料科学与工程学院) 摘  要  采用计算机模拟方法对铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程的温度场以及流场进行分析。结果表明 ,在转杆内部放置一个导气管 ,可以显著降低气体温度 ,从而可以有效地解决旋转喷头由于熔剂因高温变软而堵塞的问题 ;旋转速度和进气流量对铝合金熔体旋转喷吹除气净化效果具有重要影响 ,应该根据具体情况选择合适的工艺参数。熔池为方形结构时 ,气体主要从对角处出去 ,而远离对角处的体积分数却显著降低 ,甚至可能发生吸气。 关键词  铝合金熔体 ;旋转喷吹 ;除气 ;模拟 中图分类号  TG14612 + 1 ; TP39119     文献标志码  A  文章编号   1001 - 2249(2007) 02 - 0100 - 04   铝合金熔体净化处理是生产高品质铝合金铸件的基本保证措施之一 ,也是提高铝合金综合性能的主要手段。铝合金熔体精炼效果对疏松、气孔、夹杂等的形成有重要影响 ,且直接影响铝铸件的物理性能、力学性能以及使用性能[1~3] 。铝合金熔体旋转喷吹除气净化法已经成为国内外公认的铝合金熔体的高效除氢技术 ,受到使用者的欢迎[1~4] 。本课题将对铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程进行模拟分析 ,希望从各种角度加深对铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程的认识 ,以期能够改善和优化铝合金熔体旋转喷吹除气净化技术。 1  除气净化过程的温度场模拟分析 在铝合金熔体旋转喷吹除气净化的实际生产中 ,最常见的也是最难解决的问题就是旋转喷头堵塞。我们 认为造成喷头堵塞的主要原因是喷吹熔剂时由于高温造成熔剂变软 ,从而使得熔剂粘性增大 ,粘附在转杆内壁上堵塞喷头。为此 ,首先对铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程的温度场进行分析。 几何尺寸设置 :旋转喷头圆盘直径为 100 mm ,转杆长度为 800 mm ,转杆外径为 25 mm ,壁厚为 25 mm ,导气管直径为 75 mm ,导气管壁厚为 215 mm。 使用 gambit 建立二维轴对称模型 ,并划分网格(85 696 个单元) ,读入 fluent612 中。模型采用稳态轴对称模 型 ,粘性方程采用标准 k2ε双方程模型 ,近壁面采用标 准壁面函数处理。由于气体密度很小 ,而且固体又暂不考虑流动 ,所以忽略重力加速度。 边界条件 :网格分为流体区域和固体区域。流体与固体区域分界面设置为耦合面 ,对流体与固体进行耦合 收稿日期:2006 - 11 - 06 第一作者简介:李杰华 ,男 ,1979 年出生 ,博士研究生 ,西北工业大学材料科学与工程学院 ,西安(710072) ,电话:029 - 88493135 ,13032980772 ,E - mail : lijiehua2008 @126. com 3  结论 (1)恒压模式微弧氧化处理能够在 Ti 表面形成微孔 ,原位生成新的包含钙磷的 TiO2 膜层。 (2) 低压处理获得小孔径和锐钛矿型 TiO2 为主的膜层 ,钙磷含量和钙磷比较低 ,并且微孔内的钙磷含量少于膜层表面。 (3)随着阳极电压的升高 ,膜层的孔径增大 ,金红石型 TiO2 增多、钙磷含量和钙磷比增大。高压处理时微孔内的钙磷含量与膜层表面相当。提高微弧氧化恒压电压 ,可以促进 Ti 氧化反应。 参  考  文  献 [1]  SONG W H ,JUN Y K ,HAN Y,et al. Biomimetic apatite coatings on micro2arc oxidized t

参考文献

引证文献

问答

我要提问