Show structure

Title:

Numerical model of solidification of cast composite with particles = Model numeryczny krzepnięcia kompozytu z cząstkami

Group publication title:

CEER, nr 5 (2010)

Creator:

Ciesielski, Mariusz ; Domański, Zbigniew ; Mochnacki, Bohdan

Subject and Keywords:

kompozyt ; krzepnięcie ; model matematyczny krzepnięcia ; cast composite ; solidification ; numerical modelling ; control volume method

Abstract_pl:

Praca dotyczy wymiany ciepła pomiędzy osnową i cząstkami tworzącymi materiał kompozytowy. W szczególności rozpatrywana jest objętość kontrolna (Al) w kształcie sześcianu, w którego środku umieszczona zostaje cząstka (Pb). Wymiary rozpatrywanej objętości kontrolnej zależą od gęstości cząstek wprowadzonych do osnowy. ; Założono, że objętość kontrolna umieszczona jest w centralnej części odlewanego kompozytu oraz, że warunki brzegowe zadane na powierzchni odlewu i formy nie wpływają na procesy cieplne w tej objętości. Oznacza to, że warunki przyjęte na powierzchniach granicznych sześcianu to warunki adiabatyczne. ; Równania różniczkowe i warunki brzegowe zapisano w konwencji entalpowej zakładając, że krzepnięcie osnowy i topnienie cząstek zachodzą w stałej temperaturze. Rozpatrywaną objętość kontrolną dzielono na 503 sześcianów. Do obliczeń numerycznych wykorzystano metodę bilansów elementarnych, przyjmując że pola temperatur w ciekłej osnowie i cząstce ołowianej są znane w chwili początkowej oraz, że kontakt między podobszarami układu jest idealny. ; W trakcie procesu obserwowano topnienie cząstki ołowianej i stygnięcie osnowy. W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznych w postaci krzywych nagrzewania i stygnięcia w wybranych punktach obszarów, jak również przebieg izoterm w przekroju kompozytu dla kilku wybranych czasów. Ponadto zbadano wpływ zmian udziału objętościowego cząstki w osnowie na przebieg procesu wymiany ciepła.

Abstract:

In the paper the numerical model of heat transfer in non-homogeneous domain (cast composite) is considered. The composite is formed by the spherical particles (Pb) and the metal matrix (Al). Initial temperatures of components correspond to solid state (particle) and liquid one (matrix). ; The heat is transferred from the aluminum matrix and absorbed by the lead particle. The 3D problem, i.e. the cubic control volume with single spherical particle located at the center part of the cube, is considered. ; A numerical algorithm corresponding to the discussed mathematical model of the boundary-initial problem is constructed on the basis of control volume method and some examples of numerical results are shown.

Description:

tytuł dodatkowy: Prace z Inżynierii Lądowej i Środowiska

Publisher:

Zielona Góra: Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego

Contributor:

Kuczma, Mieczysław - red.

Date:

2010

Resource Type:

artykuł

Format:

application/pdf

Pages:

123-132

Source:

Civil and Environmental Engineering Reports (CEER), No 5

Language:

eng

Rights:

Biblioteka Uniwersytetu Zielonogórskiego