Математична модель теплопереносу в системі «заморожена ливарна форма – протипригарне покриття – метал» на основі клітинних автоматів
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.1.71.2025.21Ключові слова:
заморожена ливарна форма, клітинні автомати, теплообмінні процеси, протипригарне покриттяАнотація
Розроблено математичну модель теплопере-носу в системі «заморожена ливарна форма – протипригарне покриття – метал» на основі клітинних автоматів. Моделювання пере-носу теплової енергії здійснюється на базі спеціальної модифікації методу стохастичних збудливих клітинних автоматів (Stochastic Excitable Cellular Automata – SECA). На підставі математичної моделі проведено розрахунки теплопереносу в системі «заморожена ливарна форма – протипригарне покриття – метал». Для визначення температур клітинних автоматів на нульовому кроці чисельно-го експерименту для кожного з них задаються початкові значення температури, величини теплопровідності, теплоємності. Потім на кожному n-му часовому кроці обчислюється нове значення температури автомата з урахуванням теплових потоків з боку кожного сусіднього автомата.При аналізі тепломасопереносу необхідно враховувати витрати тепла на плавлення та випаровування води, а також виділення тепла при конденсації вологи. Теплоту плавлення льоду та випаровування води враховували шляхом збільшення питомої теплоємності форми в інтервалі температур плавлення.Проведені дослідження дозволили експериментально підтвердити адекватність математичної моделі теплопереносу в системі «заморожена ливарна форма – протипригарне покриття – метал» на основі клітинних автоматів. Дослідження проводилися за допомогою сплаву АК5М2 при литті в заморожени ливарні форми з про-типригарним покриттям.Представлена номограма для визначення мінімальної товщини замороженого стрижня залежно від товщи-ни стінки виливки та температури охолодження форми. Описано метод вибору параметрів за номограмою. Отримана математична залежність глибини прогріву форми (стрижня) до -5,0 °С від товщини стінки виливка. При цій температурі міцність замороженої форми (стрижня) порівнюється з міцністю піщано-глинистої форми.
Завантаження
Посилання
Zamyatin, N. I., Lysenko, T. V., Kreitzer, K. A., & Bondar, A. A. (2013). Obtaining castings in frozen molds under low pressure. Eastern-European Journal of Advanced Technologies, 2/5(62), 50–54.
Solonenko, L.I., & Repiakh, S.I. (2021). Production of casting molds by steam-microwave solidification from models made of frozen sand-water mixtures. Metal and Casting of Ukraine, 29(1 (324)), 38–45.
Toffoli, T., & Margolus, N. (1987). Cellular Automata Machines: A New Environment for Modeling. Cambridge, MA: The MIT Press.
Salcido, A., de Oliveira, A.S.S., Ritchie, G.A.D., & Sloot, P.M.A. (Eds.). (2011). Cellular Automata. London: Springer-Verlag. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-84996-217-9.
Tarasevich, N.I., Korniets, I.V., Shinsky, O.I., & Vasiliev, O.I. (2000). Modeling heat transfer processes in frozen molds. Casting Processes, (2), 61–64.
Wolfram, S. (2004). Twenty Years of Complex Systems. Complex Systems, 15(1), 1–3. DOI: 10.25088/ComplexSystems.15.1.1.
Veinik, A.I. (1956). Testing die coatings for thermal conductivity. Leningrad: Mashgiz.
Lyutyi, R.V., & Huriia, I.M. (2020). Molding materials. Kyiv: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute.
Zamyatin, M.I., Lysenko, T.V., Tur, M.P., & Danilova, K.O. (2024). Analysis of heat transfer processes in the “metal − anti-adhesive coating − frozen mold” system. Metal and Casting of Ukraine, 32(2), 41–45. DOI: 10.15407/steelcast2024.02.005.
Shynskyi, O. Y., Lysenko, T. V., Prokopovych, I. V., Zamiatin, M. I., & Solonenko, L. I. (2017). Low-Temperature foundry molds. Odesa: Feniks.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Редакція збірника «Праці Одеського політехнічного університету» практикує політику відкритого доступу до опублікованого змісту, підтримуючи принципи вільного поширення наукової інформації та глобального обміну знаннями задля загального суспільного прогресу. Контент розповсюджуються відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution Licence.
