7180

بررسي شرايط انتقال حرارت در عمليات حرارتي قطعات فولادي

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1399

دكتر محمد صديقي

1400/01/21

مهندسي مكانيك

Investigation of heat transfer conditions in heat treatment of steel workpieces

سردكردن سريع ، از مهمترين عمليات حرارتي فولاد ، در محيط هاي مختلف مانند آب ، روغن و محلول هاي پليمري انجام مي شود . طي اين فرايند رژيم هاي انتقال حرارت متناسب با دماي قطعه ، نوع سيال خنك كننده و تلاطم جريان سيال به وجود مي آيند . از آنجايي كه تشكيل فازهاي مختلف فولاد بستگي به سرعت خنك شدن قطعه دارد، نرخ خنك كاري و به تبع آن تغييرات ضريب انتقال حرارت در طول سرد شدن اهميت پيدا مي كند. هرچه ضريب انتقال حرارت بيشتر باشد ، سرعت سردكردن نيز بيشتر است و ريزساختارهايي با سختي بالاتر در فولاد تشكيل مي شود . بنابراين انتخاب ماده اي به عنوان محيط سردكردن كه ضريب انتقال حرارت مناسب براي نرخ سردكردن مطلوب را فراهم كند ، يكي از مراحل آماده سازي و توليد قطعات فولادي در صنعت مي باشد . تاكنون مطالعات تجربي و تئوري بسياري در خصوص تغييرات ضريب انتقال حرارت در سردكردن سريع فولاد صورت گرفته است. در اين تحقيق به بررسي و مدلسازي اين تغييرات در مورد سه ماده هوا ، آب و روغن كه جزو پر كاربردترين مواد خنك كاري هستند در نرم افزارهاي فلوئنت و AC3 و مقايسه آن با برخي نتايج مدلسازي هاي آزمايشگاهي پرداخته شده است. نتايج نشان مي دهد كه مدلسازي انجام شده با هوا به طور قابل ملاحظه اي به مقدار ضريب انتقال حرارت تشعشعي بستگي دارد . در مدلسازي با آب حالت كلي نمودار ضريب انتقال حرارت استخراج شده از نرم افزار فلوئنت با نمودارهاي آزمايشگاهي يكسان است اما در مقدار پيك و دماي پيك اين نمودارها با هم تفاوت هايي ديده مي شود . در مورد مدلسازي با روغن نيز اين تفاوت ها با اختلاف بيشتري به خصوص بعد از گذشتن از دماي نقطه جوش روغن مشاهده مي شود .

ضريب انتقال حرارت , سردكردن سريع , جوشش , نرم افزار فلوئنت , نرم افزار AC3