الملخص

تم في هذه الورقة تطوير برنامج حاسوب بلغة (فورتران) لتقييم تأثير سُمك القالب الرملي على زمن تجميد الحديد النقي، حيث استخدمت تقنية طريقة الحجوم المحدودة - مخطط الزمن الصريح - طريقة الإنثلبي - لغرض التحليل.
النموذج قيد الدراسة ثنائي البُعد ومنتظم السُمك وتم تثبيت خواص القالب الرملي والحديد مع الأخذ في الاعتبار اختلاف خواص الحديد المصهور عن الحديد الصلب. ويبادل السطح الخارجي للقالب الرملي الحرارة بالحمل الطبيعي مع المحيط الخارجي. وُجد في هذا التحليل أن زمن التجميد يمكن أن يتم التحكم فيه بسُمك القالب الرملي عندما تكون نسبة حجم القالب الرملي لحجم المعدن لا تتعدى مقدار معين، حيث يمكن اعتبارها نسبة حرجة لا يكون بعدها لسُمك القالب الرملي أي تأثير على زمن التجميد.

ABSTRACT

A computer program in FORTRAN is developed to evaluate the effect of sand mold thicknesses on the solidification time for pure iron. The finite volume technique explicit time scheme, enthalpy method is adopted for the analysis.
The adopted sand mold is a two-dimensional one of uniform thickness, the thermo-physical properties of the mold and the metal are assumed to be temperature independent, however, for the metal, the properties can be different in the solid and liquid phases. The outer surfaces of the mold transfer heat by convection to surroundings.
It is found that the solidification time can be controlled by the mold thickness only when the ratio of the sand size to metal size is smaller than or equal to a definite value. This ratio can be considered as the critical one, beyond which the mold thickness has no effect on the solidification time.