Resumen

Este trabajo presenta la simulación tridimensional de la transferencia de calor por conducción transitoria dentro de un impulsor axial (AISI 1016), dos tamaños diferentes de enfriadores (AISI 1016), núcleo (arena verde) y molde (arena verde) utilizando Ansys CFX. El calor específico, la densidad y la conductividad térmica del acero AISI 1016, el molde y los materiales del núcleo se consideran como funciones de las temperaturas

INTRODUCCIÓN

Es necesario alimentar el metal líquido desde el elevador o elevadores a todos los lugares geométricos desde el principio hasta el final de la solidificación. Aunque se dispone de gran cantidad de datos para definir las distancias de alimentación, todos los datos se generan para las formas simples. Por lo tanto, para geometrías de colada complejas, se debe emplear el análisis numérico para conocer el patrón de solidificación y modificarlo mediante aplicaciones especiales como el uso de enfriadores.

Las distancias de alimentación de las canalizaciones verticales aumentan con el uso de enfriadores. Las dificultades para definir las distancias de alimentación de las bandas en geometrías de colada complejas se hacen más difíciles en los casos en que los ingenieros de fundición pretenden utilizar enfriadores para los que no se dispone de datos cuantitativos.

La forma más eficaz de comprender cómo un enfriamiento modifica el patrón de solidificación y la distancia de alimentación es utilizar métodos numéricos añadiendo enfriamientos como nuevos dominios a los modelos analizados.

La precisión de las técnicas numéricas depende del uso de propiedades termofísicas correctas de los metales y del molde a temperaturas elevadas que fueron estudiadas por varios investigadores [1-8].

El objetivo de este artículo es analizar el cambio en el patrón de solidificación de un impulsor axial mediante el uso de enfriadores, ambos de acero AISI 1016, vertidos en arena verde. Este análisis se lleva a cabo utilizando un paquete comercial de volumen finito, Ansys CFX.

La temperatura de vertido se fijó en 1 973 K para garantizar el flujo adecuado a través de las delgadas palas. La densidad, el calor específico, la conductividad térmica del acero AISI 1016, los enfriamientos, el molde y la arena del núcleo se consideraron dependientes de la temperatura.

ECUACIÓN DE GOBIERNO TÉRMICA

Es idéntica a la ecuación de energía transitoria dada en la siguiente fórmula [9].

• Materias:Transferencia de calor Temperatura Metales - Fundición Acero
• Subjects:Heat transfer Temperature Metals - Foundry Steel
• Palabras claves:Fundición de acero; Solidificación; Impulsor; Modelado de volumen finito; Transferencia de calor de la fundición
• Keywords:Steel casting; Solidification; Impeller; Finite volume modeling; Heat transfer of casting