مدل کردن جریان سیال مذاب و انتقال حرارت غیرفوریه ای در جوشکاری سوراخ کلیدی با قوس پلاسما

سال انتشار: 1395
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 488

فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

این مقاله در بخشهای موضوعی زیر دسته بندی شده است:

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JME-14-44_004

تاریخ نمایه سازی: 20 آبان 1397

چکیده مقاله:

برای به دست آوردن دمای گذرای نقاط مختلف جسم و رشد حوضچه مذاب در جوشکاری سوراخ کلیدی با قوس پلاسما، معادلات پیوستگی و ممنتوم به همراه معادله انرژی حل شده اند. این آنالیز برای یک صفحه مستطیلی از جنس فولاد ضدزنگ AISI 304 با برنامه نویسی به زبان فرترن 90 انجام شده است. چون معادله انتقال حرارت فوریه ای در زمان های کوتاه و ابعاد بزرگ دقت کافی را ندارد، فرم غیر فوریه ای معادله انتقال حرارت استفادهمی شود. منبع حرارتی گوسی به عنوان یک مدل منبع حرارتی در نظر گرفته می شود. معادلات حاکم برای جریان سیال توسط روش حجم محدود حل شده که در آن سرعت و فشار کوپل شده از روش سیمپل به دست آمده است. از روش Power-Law و شبکه جابجا شده برای گسسته سازی معادلات استفاده گردیده و همچنین از روش اختلاف محدود برای حل معادله ی انرژی استفاده می شود. تاثیر هدایت حرارتی، جریانات سیال و نیروهای وارده به حوضچه مذاب در فرآیند ذوب در نظر گرفته می شود. ویژگی های ترموفیزیکی از قبیل هدایت حرارتی، ظرفیت گرمایی و ویسکوزیته دینامیکی تابعی از دما هستند. انتقال حرارت به محیط اطراف، توسط دو نوع مکانیزم انتقال حرارت تابش و همرفت صورت می گیرد. نتایج عددی به منظور اعتبارسنجی، با نتایج تجربی مقایسه شده است. در انتها نتایج این مقاله برای چنین مسیله ای با نتایج حاصل از فرض انتقال حرارت فوریه ای مقایسه می شود. نتایج نشان می دهد که ضخامت حوضچه مذاب در جوشکاری سوراخ کلیدی PAW در سطح مقطع فلز و زمان رسیدن ناحیه ی مذاب به انتهای ضخامت فلز در مقایسه با اندازه گیری های تجربی تطابق خوبی دارند.

کلیدواژه ها:

حوضچه مذاب ، جوشکاری سوراخ کلیدی باقوس پلاسما ، انتقال حرارت ، جریان سیال ، غیر فوریه

نویسندگان

رامین عابدی فر

دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان

سیف الله سعدالدین

دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان