Гидравлические и тепловые особенности литейного процесса при подаче сплава снизу вверх

В литейных машинах с подачей сплава снизу вверх форма заполняется при относительно небольшой скорости течения сплава, поэтому можно с некоторым приближением разбить по­ток сплава на два: один толщиной X', взаимодействующий че­рез матрицу с чашей, а другой — X", соприкасающийся с ме­таллическим телом ядра (рис. 2.5). Между ними создается ней­тральная зона (слой) с наибольшей температурой по сечению стереотипа, в то время как температура соседних слоев асим­метрично снижается по мере приближения к ядру и чаше. Впол­не понятно, что этот нейтральный слой будет смещен в сторону

(2.7)

(2.8)

чаши, так как интенсивность теплообмена с ее стороны значи­тельно меньше.

В процессе заполнения формы сплавом практически можно принять коэффициенты теплообмена со стороны чаши и ядра неизменными; тогда приближенно местоположение нейтрально­го слоя можно опреде­лить на основе следующих соображений.

Чаша Матрица t_{4 н}, *кц

Полагаем, что коли­чество теплоты, которое аккумулируют части сте­реотипа X' и X" (рис. 2.5) в процессе отвода тепло­ты перегрева, пропорцио­нально тепловым потокам на соответствующих по­верхностях формы для этой стадии охлаждения стереотипа.

Рис. 2.5.

Схема взаимодействия с формой

Количество теплоты, передаваемое частями сте­реотипа толщиной X' и X" при охлаждении от температуры заливки до температуры кри­сталлизации, будет равно

(2.6)

Упер — & Ь ('зал *кр/> Vnep ⁼ ^ С (?₃ал *кр/-

Величины удельных тепловых потоков, выходящих из обе­их частей стереотипа, могут быть определены по формулам:

Л2я^^ая('зал— t_R^Fdx\

где G' и G" — массы частей стереотипа толщиной X' и X", кг; с' — удельная теплоемкость сплава в жидком состоянии, Дж/кг °С; а_я и сеч — коэффициенты теплообмена со стороны яд­ра и чаши, Вт/м²;

/_кр — температура кристаллизации, °С;

^я.н и /_ч.н — начальная температура формы (ядра и чаши), °С; F — площадь поверхности отливки, м². Исходя из приближенного равенства соответствующих ко­личеств теплоты, можно написать

*пер

<пер

dQ₄ dQ_a

Подставляя (2.6) и (2.7) в (2.8) и производя упрощения, получим

и X"

(2.9)

а_ч а_я

*'-.

*+1

£-4-1

<*я

'я.н

Дата добавления: 2015-04-24