بررسی تاثیر شیب و تغییر سطح مقطع راهباره بر فشار و رفتار سیال بهکمک شبیهسازی عددی حجم محدود

هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی تاثیر هندسهی راهباره در مجموعه های راهگاهی فشاری در فرایند ریختهگری با قالب ماسهای است. عدم طراحی مناسب هندسهی راهباره میتواند منجر به وقوع پدیدهی ماسهشویی در فرایند ریختهگری شود. با این هدف، ابتدا مدلی بهشکل یک صفحهی نازک دو بعدی طراحی شد، و با تغییر شیب راهباره و سطح مقطع آن بهطور منظم، تاثیر فشار در راهباره بهروش حل عددی اختلاف محدود شبیهسازی شد. سپس، عامل فشار بدون بعد که نسبت شیب تغییرات فشار به انرژی جنبشی در طول یک کانال جریان است، برای طرحهای مختلف مقطع طولی کانال راهباره با استفاده از نتایج شبیهسازی بهدست آمد تا به این ترتیب، تاثیر متغیرهای شیب و سطح مقطع راهباره در آنها مشخص شود. در مرحلهی دوم، با ریختهگری مذاب آلومینیم در قالبهای ماسهای که یک طرف آن شیشه نسوز قرار داده شده بود، تاثیر تغییر مقطع راهباره و شیب آن در پدیدهی ماسهشویی بهکمک روش عکسبرداری و نیز تراشکاری سطح فوقانی صفحهی آلومینیمی بررسی شد. نتایج نشان دادند که هر گونه تغییر در مقطع راهباره که بتواند منجر به تغییر در مقدار عامل شود، بهطور همزمان میتواند با افزایش تنش برشی بر روی دیواره های درونی راهباره، منجر به ماسهشویی شود. مقایسهی نتایج مدل حاضر با نتایج بهدست آمده از عکسبرداری، درستی مدل بهکار رفته را بهخوبی تایید میکند، بهگونهای که در زاویه های راهبارهی 56 و 71 درجه و یا کاهش سطح مقطع راهباره به میزان یک چهارم سطح مقطع اولیه، بیشترین مقدار ماسهشویی در ریختهگری رخ داد.