双相钢闭式循环泵后导叶数值模拟研究及铸造工艺优化

发布时间：2017-03-24 13:03

  本文关键词：双相钢闭式循环泵后导叶数值模拟研究及铸造工艺优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：缸体和叶片是大型发电机组重要的部件之一,但是由于铸件较大,实际铸造过程中一旦产生缺陷将导致产品质量下降而无法使用,所以需要在生产之前进行缺陷的预测。本文采取对双相钢进行砂型测温的方法,设计物理实验,将实际结果与模拟结果进行对比,最终确定界面换热系数为810 W/(m2·K)。将实验所测得热物性参数录入到模拟软件中,模拟双相钢金属液在铸型中的充型距离,当浇注温度为1514℃时,实验所得距离为685 mm,模拟结果为706mm,实验结果与模拟结果仅差20 mm,从而验证了适合双相钢数值模拟的热物性参数。以上所测得的界面换热系数和热物性参数将会被录入到模拟软件MAGMA中,利用MAGMA对缸体和叶片铸造工艺进行模拟研究。在原始工艺的模拟结果基础上,针对铸件存在的主要缺陷不断地优化铸造工艺并确定最佳方案。确定采用雨淋式底注的浇注系统,并搭配底部的暗冒口,模拟实验成功消除铸件关键部位的缺陷,满足使用要求。浇注系统尺寸最终确定为:直浇道直径122 mm,横浇道直径97.6 mm,内浇道直径122 mm。冒口尺寸最终为:缸体上端明冒口尺寸:长600 mm,宽300 mm,高450 mm;中轴上端冒口尺寸:长300 m,宽150 mm,高225 mm;缸体底部圆柱形暗冒口尺寸:直径300 mm,高450 mm。
【关键词】：双相钢 数值模拟 铸造工艺优化 缩松缺陷
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM31;TG24
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 铸造过程数值模拟的国内外发展及应用情况11-14
• 1.2.1 铸造数值模拟国外发展及应用情况11-12
• 1.2.2 铸造数值模拟国内发展及应用情况12-14
• 1.3 论文主要研究内容14-16
• 第2章 铸造过程数值模拟原理及工艺设计相关概述16-26
• 2.1 充型过程数值模拟原理16-18
• 2.1.1 连续性方程——质量守恒方程17
• 2.1.2 Navier-Stokes方程——动量守恒方程17
• 2.1.3 能量守恒方程17-18
• 2.1.4 体积函数方程18
• 2.2 凝固过程数值模拟原理18-21
• 2.2.1 凝固过程热传导微分方程18-19
• 2.2.2 凝固过程传热初始条件19
• 2.2.3 铸件凝固传热边界条件19-20
• 2.2.4 潜热的处理20
• 2.2.5 缺陷的判定20-21
• 2.3 MAGMA模拟的实现过程21-22
• 2.4 冒口概述22-23
• 2.5 浇注系统概述23-24
• 2.6 铸件生产及技术要求24-25
• 2.7 本章小结25-26
• 第3章 双相钢界面换热系数的测定及热物性参数的验证26-34
• 3.1 双相钢界面换热系数的测定26-30
• 3.1.1 实验设计及操作过程26-28
• 3.1.2 实验结果分析28-30
• 3.2 双相钢热物性参数的选择30-32
• 3.3 模拟和实验对比验证模型32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 铸造工艺方案设计及优化34-51
• 4.1 引言34
• 4.2 方案一：原始工艺34-37
• 4.2.1 原始工艺概述34-35
• 4.2.2 原始方案模拟结果分析35-37
• 4.3 方案二37-42
• 4.3.1 方案二概述37-39
• 4.3.2 方案二模拟结果分析39-42
• 4.4 方案三42-47
• 4.4.1 方案三概述42-44
• 4.4.2 方案三模拟结果分析44-47
• 4.5 方案四47-50
• 4.5.1 方案四概述47-48
• 4.5.2 方案四模拟结果分析48-50
• 4.6 本章小结50-51
• 结论51-52
• 参考文献52-57
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文57-58
• 致谢58

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