تاثیر گرانش در انتقال حرارت طی فرآیند ذوب فلز در حفره دوبعدی

فرآیندهای ذوب و انجماد از گرانش بسیار تاثیر م یپذیرند و برای تولید مواد با خواص ویژه حذف اثر گرانش می تواند بسیار مفیدباشد. مقاله حاضر به شبی هسازی عددی فرآیند ذوب فلز با استفاده از دینامیک سیالات محاسبات ی پرداخته است. فرآیند ذو ب با روشآنتالپی-تخلخل مدل شده است. با آغاز فرآیند ذوب، مرز بین ناحیه مذاب و جامد تا رسیدن به حالت پایا حرکت می کند. مساله ذوب فلزدر حضور گرانش شامل انتقال حرارت جابجایی آزاد در نواحی مذاب و خمیری و انتقال حرارت های در ناحیه جامد است. با حذفگرانش، در نواحی مذاب و خمیری نیز تنها معادله هدایت حرارت حاکم می شود که حل مساله در این حالت بسیا ر ساده و سریع است.نتایج حل عددی نشان داد اگرچه با افزایش زمان در هر دو حالت با و بدون گرانش شار حرارت عبوری از حفره کاهش می یابد تا به مقدارثابت در حالت پایا برسد، اما گردابه های حاصل از جابجایی آزاد در قسمت مذاب، انتقال حرارت در فاز مایع را بهبود می بخشند و درنتیجهشار حرارت عبوری از حفره افزایش یافته و فرآیند ذوب در حضور گرانش سریع تر رخ می دهد.

Keywords:

تغییر فاز جامد-مایع , مرز متحرک , روش آنتالپی-تخلخل , کوپلینگ گرانشی , جابجایی آزاد , هدایت حرارت