胡国新
,
王明磊
,
田芩蔚
,
王国祥
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2003.03.006
通过分析离心力场中金属铝熔液在Al2O3短纤维多孔介质内的渗流传热,考虑了离心惯性力对铝熔液的瞬态固化与再熔的影响,建立了旋转多孔介质内的渗流传热理论模型.研究了复合管铸造工艺中不同工况下液固共融区的长度和固化率的瞬态变化规律以及流场压损的分布规律.结果表明:在Al2O3颗粒的预热温度低于铝熔化温度的条件下,当渗透前沿达到一定深度时出现液固共融,随后液固共融区随渗透过程而增长,固化率逐渐提高.随着孔隙率的减小,液固共融区的长度和固化率增大,出现共熔现象的固化率降低,复合层能达到的最大厚度减小.而随着转速的减小,液固共融区长度缩短,共熔区内的固化率水平提高,出现共熔现象的固化率增大,复合层能达到的最大厚度减小.
关键词:
材料合成与加工工艺
,
液固共融
,
离心铸造
,
传热
,
渗流
,
多孔介质
胡国新
,
田芩蔚
,
王明磊
,
王国祥
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2002.06.005
针对离心力场中铝熔体在SiC多孔介质内的渗流传热现象,考虑离心力对渗流传热过程的影响,根据局部非热平衡假设建立了多孔介质渗流传热模型.采用全隐格式TDMA算法和第一类迎风差分方法对渗流过程的温度场进行了数值计算.研究分析了不同复合层厚度下离心渗透过程中的流场和温度场瞬态变化规律.计算结果表明,在渗透区域,熔体与SiC颗粒存在着一定温差,而在渗透前沿,这种温差相对较大.渗流速度变化存在两个十分明显的阶段,渗流速度较高且急剧下降的初始渗透阶段以及渗流速度相当平稳的后续阶段.渗流速度的这种瞬态变化规律主要是多孔介质内流体流动与离心压力相互作用的结果.渗透初期形成的紊流状态,是导致熔体卷吸空气、使复合材料内部形成气孔的主要原因之一.选择合适的工艺参数对于确保铸件质量是十分关键的.
关键词:
离心铸造
,
传热
,
渗流
,
多孔介质
胡国新
,
杨丽辉
,
田芩蔚
工程热物理学报
针对离心渗铸充型过程中金属铝熔液的瞬态固化与再熔现象,建立了旋转多孔介质内的渗流传热理论模型.通过理论分析,获得了复合管离心渗铸充型过程中伴随有瞬态固化与再熔现象的压力分布以及渗透界面与再熔界面移动速度计算公式,建立了界面移动速度与温度间的耦合关系,分析了流场变化规律.结果表明:多孔预型体内发生的液固共融现象对流场分布具有重要的影响,增大孔隙率和离心转速,有利于提高流场局部温度,缩短液固两相熔融区的长度,降低熔融区内固化率.由于渗透前沿发生瞬态固化导致该区域的空隙率减小,熔液的有效流通截面变窄,使得流场局部压力和速度发生波动.
关键词:
离心铸造
,
液固共融现象
,
传热
,
渗流
,
多孔介质
胡国新
,
田芩蔚
,
王国祥
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2003.06.003
针对离心渗铸板材工艺中金属铝熔液在旋转的Al2O3预型体内的充型过程,考虑离心惯性力对金属铝熔液的瞬态固化与再熔过程的影响,研究了伴随有瞬态固化和再熔现象的流场温度分布以及熔融区长度和固化率瞬态变化规律,推导了渗透界面和再熔界面移动速度计算公式,建立了界面速度与温度的耦合关系.结果表明:当Al2O3颗粒预热温度低于铝熔化温度时,渗透过程出现了瞬态固化和再熔现象,液固共熔区随渗透过程不断向前推进,共熔区长度和固化率随渗透过程而增长.随着孔隙率和转速的减小,共熔区内固化率提高,渗透前沿和再熔前沿界面移动速度减小.但孔隙率的减小使两种界面移动速度差值增大,液固共熔区长度增长;而转速的减小使两种界面移动速度差值缩小,液固共熔区长度缩短.
关键词:
离心铸造
,
液固共熔现象
,
渗流传热
,
界面移动速度
