6.2. Зависимость жидкотекучести от температуры заливки, расчет величины
На основании данных табл.1 по методу
наименьших квадратов строится линейный
график зависимости Y от
(в случае широкоинтервальных сплавов)
или от
(для чистых металлов и эвтектик).
Экстраполируя полученную прямую (рис.4)
до
(или
)=
,
т. е. до оси Y, находим
величины:
,
м (19)
для широкоинтервальных сплавов или
,
м
(20)
для чистого металла или эвтектик,
характеризующие жидкотекучесть металла
при заливке без перегрева. Для расчета
коэффициента теплоотдачи
на прямой, рис.4, выбираются две произвольные
точки, и определяются соответствующие
им
и
;
и
.
Для них
,м
(21)
Отсюда находим :
,
(22)
Жидкие металлы принадлежат к числу
теплоносителей, характеризуемых числом
Прандтля
.
Рис.4 Зависимость жидкотекучести от температуры заливки
При их течении перенос тела за счет теплопроводности преобладает над конвективным или соизмерим с ним не только в вязком пограничном слое, но и в турбулентном ядре потока. С учетом этого теплоотдача от металла к стенкам канала может быть представлена зависимостью:
Nu = φ(Pe) (23)
где число Нуссельта
,
а число Пекле
(
- теплопроводность жидкого металла,
- температуропроводность, м2/с ).
По результатам работы [4], зависимость
(23) можно аппроксимировать формулами:
(50<Pe<400)
(24)
Nu=1 (Pe<50) (25)
В соответствии с этим:
,
(50<Pe<400)
(26)
,
(Pe<50)
(27)
Величины и принимаются по справочным данным. По приведенным формулам рассчитывается число Pe и коэффициент теплоотдачи . Поученные данные, а также , найденный из (22), заносятся в табл.2. Ввиду неполной стабилизации поля скоростей в головной части потока при течении в пробе, результаты расчетов по зависимостям (26) и (27) могут отличаться от (22).
6.3. Определение критической доли твердой фазы и коэффициента затвердевания m
Подставляя из (22) в выражение (19), получим для широкоинтервального сплава:
(28)
Для чистых металлов, эвтектик или узкоинтервальных сплавов по зависимости (20) находим величину коэффициента затвердевания m:
,
м/с1/2.
(29)
В расчетах можно принять
=
.
7.Содержание отчета
Ответ должен содержать следующие разделы:
1. Цель работы.
2. Перечень всех принятых обозначений с указанием размерностей параметров по СИ. Для величин, принимаемых по справочным данным, указываются их численные значения.
3. Характеристика изучаемого сплава и его положение на диаграмме состояния.
4. Описание методики эксперимента и схема формы для технологической пробы.
5. Результаты замеров жидкотекучести.
6. Расчет скорости течения в рабочем канале.
7. Расчет коэффициента теплоотдачи.
8. Зависимость жидкотекучести от температуры заливкм. Расчет критической доли твердой фазы или коэффициента затвердевания.
9. Использованная литература.
В отчете должны быть приведены все расчетные формулы.