Способ определения движения потока металла в каналах
ОП КСАН ИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (® 608097 л 1... ; з
° «««Ч«1МВФ«ЪЬ (51) М. Кл.
G 01 N 33/20 (61) Яополиитеаьиое, к»вт. евид-ву (Щ Заявлеио 09.07.76(23) 2383646/23-02 е ирисоедииеиием заявки № (23) Приоритет (43) Опубликов»ио25.05.78 БвллетЕиь № 19 (45) Д»т» опубликоа»иия опис»иия 0< >
Гооудвротвеннмй комитет
Советв Миинотров СССР оо деном изобретений н открытий (53) УДК 621.746,22. ,005Л. (088.8) (У2) Автор изобретеиия
B. Н, Вииограаов (71) З»явитеяь (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК
ДВИЖЕНИЯ ПОТОКА МЕТАЛЛА В КАНАЛАХ
Изобретение касается литейного производства, в частности изучения движения расплава в каналах литейной формы для выбора оптимальных режимов заполнения.
Основным условием получения высококачественной отливки является сохранение компактности металлического потока в течение всего времени. его перемещения ио каналам литниковой системы и формы. Эти каналы практически всегда имеют резкие переходы площадей:поперечного сечения, что позволяет проявляться инерции движения потока и в отдельных случаях приводит к выплескам, захлестам, заворотам и другим явлениям, порождающим брак отливки по газовым и окисным включениям.
Известен способ определения характеристик движения потока в каналах, в которых моделируют частицы шлака мечеными твердыми телами — шарами — и регистрируют их движение по каналу.
Этот способ дает представление. о конфигурации лишь некоторых линий тока жидкости уже заполненного канала, в котором находится регистрируемый предмет, и не позволяет исследовать взаимодействие частиц фронта потока при прохождении им различных геометрических нос роений канала. Однако именно фронт пото2 ка металлической жидкости является участком, в котором реализуется качество отливки (необходимы сведения для определения режимов, при которых имеется монолнтйый фронт потока).
Целью изобретения является обеспечение возможности наблюдения за фронтом потока в сложных каналах..
Это достигается тем, что по предложенному способу частицы потока моделируют плоскими дисками, которые одновременно приводят в движение из одной части канала в другую, например, упругим элементом.
На чертеже показана схема осуществления .способа, где — модель сечения исследуемого канала, 2 — набор пронумерованных дисков, 3 — толкающее устройство.
И Для осуществления моделирования движения жидкости тех или иных геометрических сочетаний канала твердыми частицами изготавливают модель канала, которая представляет собой плоский объем,.ограниченный с двух сторон стенками, повторяющими продольное сечение исследуемого канала, в с двух других сторон — параллельными стенками, одна из которых может быть прозрачной.
Исходное положение жидкости моделируют набором нз плоских пронумерованных дис29 ков. Диски помещают в соответствующую часть
Составитель Е. Ноткин
Техред О. Луговая Корректор Н. Тупица
Тираж! ll2 Подписное
Редактор Е. Кравцова
Заказ 2795/30
ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открыл ий I 3035, Москва, )K-З5, Раушская иаб., д. 4Д
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул Проектная, 4 плоского объема, являющуюся исходной позицией движения, и приводят в движение толкающим устройством в направлении интересующей части модели канала. Процесс движения регистрируют фотосъемкой. В качестве толкающего устройства можно использовать упругие элементы (резиновые, пружинные) нли электромагниты.
Картина движения фронта потока при моделировании твердыми частицами тем нагляднее и точнее, чем большее количество дисков применяют в опыте и чем больше прн этом сам исследуемый канал. Как показали многочисленные эксперименты по подбору параметов модели соотношение диаметра диска и ирины канала должно быть не более, чем 1j10.
Важным условием прн определении характеристик движения фронта является одновременность начала движения частиц. Это соответствует движению вверх, например началу заполнения фронтом потока расплава полости формы при сифонной гравитационной заливке нли началу заполнения формы при литье под низким давлением (выход из металлопровода), Характеристики движения потока определя Ют в канала, имитирующем внезапное расширение (узкая часть †55 мм, широкая часть—
398 мм„диаметр диска — 9 мм, толщина —, 2 мм).Материалом модели канала является сталь
35, материалом дисков — сталь 3, коэффициент трения этих материалов соответствует 0,15. Материалом параллельных стенок, замыкающих плоский объем, является стекло, коэффициент трения стали по стеклу 0,08.
Таким образом, влияние трения о стенки, через которые осуществляется наблюдение процесса перемещения частиц, и регистрация их движения меньше, чем о стенки, отражающие конфигурацию канала. Толщина пластин, имитирующих конфигурацию канала 2,5 мм, что при толщине дисков 2 мм, сводит к минимуму влияние трения о параллельные стеклянные
4р стенки. Наружная сторона задней стенки окрашена в белый цвет для создания фона. На наружной стороне дисков выбиты номера, например от 1 до 99, углубления номеров залиты черной краской. Длина узкой части канала 300 мм, толкающее устройство выполнено
1а из листовой латуни толщиной 2 мм, длниа широкой части канала 300 мм.
Регистрация движения меченых дисков в канале позволяет судить о фронте движущейся жидкости, в частности расплавленного меЗ талла в форме, а также позволяет наблюдать за процессом перемещения частиц, жидкости в канале.
ФормуЛп изобретения
Способ определения характеристик движения потока металла в каналах, включающий
ЗВ регистрацию меченых твердых тел, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности наблюдения за фронтом потока, частицы потока моделируют плоскими дисками, которые одновременно приводят в движение из одной части канала s другую, например, упругим элементом.
