Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การตรวจวัดค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนบริเวณรอยต่อระหว่างชิ้นงานกับแบบหล่อระหว่างการแข็งตัวของชิ้นงานในแบบหล่อชนิดถาวร

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Measurement of heat transfer coefficients at metal/mold interface during solidification of casting in a permanent mold

Year (A.D.)

2001

Document Type

Thesis

First Advisor

อิทธิพล เดี่ยววณิชย์

Second Advisor

อุเมตะ, ทาคาเทรุ

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมโลหการ

DOI

10.58837/CHULA.THE.2001.1266

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาอัตราการถ่ายเทความร้อนบริเวณรอยต่อระหว่างชิ้นงานกับแบบหล่อชนิดถาวรขณะชิ้นงานเกิดการเย็นตัวและแข็งตัวอย่างมีทิศทางในรูปของค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนบริเวณรอยต่อระหว่างชิ้นงานกับแบบหล่อ โดยค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนดังกล่าวได้ จากการคำนวณด้วยระเบียบวิธีเชิงตัวเลขซึ่งอาศัยข้อมูลที่วัดได้จากการทดลองเป็นหลัก นอกจากนี้ยังศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการถ่ายเทความร้อนบริเวณรอยต่อระหว่างชิ้นงานกับแบบหล่อ 4 ปัจจัย อันได้แก่ (1) อุณหภูมิเท (2) ส่วนผสมของโลหะที่นำมาหล่อ (3) ชนิดของสารเคลือบผิวแบบหล่อและ (4) ความหนาของสารเคลือบผิวแบบหล่อ ผลการวิจัยพบว่าค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนบริเวณรอยต่อระหว่างชิ้นงานกับแบบหล่อนั้นแปรผันตามเวลา กล่าวคือเพิ่มขึ้นสูงในช่วงแรกจนถึงค่าสูงสุดแล้วลดลงอย่างต่อเนื่องในเวลาต่อมา ส่วนปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการถ่ายเทความร้อนบริเวณรอยต่อพบว่า อุณหภูมิเทที่สูงขึ้นสารเคลือบผิวที่มีสมบัตินำความร้อนได้ดีและชั้นความหนาของสารเคลือบผิวที่บางลงส่งเสริมให้อัตราการถ่ายเทความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูงขึ้น นอกจากนี้เมื่อนำค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่คำนวณได้มาใช้ในโปรแกรมคอมพิวเตอร์จำลองการแข็งตัวของน้ำโลหะ พบว่าผลการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่คำนวณได้มีค่าใกล้เคียงกับผลที่วัดได้จากการทดลอง จึงสรุปได้ว่ารูปแบบการคำนวณสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่ได้จากงานวิจัยนี้เป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการหาค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนบริเวณรอยต่อระหว่างชิ้นงานกับแบบหล่อ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Experiments and simple numerical analyses were carried out to determine the rate of heat transfer at metal/mold interface during solidification in the form of heat transfer coefficient based on experimental data. Molten aluminum alloy was cast in a H13 mold and uni-directionally solidified. Temperatures at both metal and mold regions at various selected locations were monitored and analyzed heat transfer behaviour between mold and casting. Effects of coating conditions: coating type and coating thickness, and casting conditions: pouring temperature and alloy composition, were also evaluated. It was found that the rate of heat transfer varies with time. High pouring temperature, thin coating layer, high thermal conductive mold coating promote the rate of heat transfer across the interface. When the calculated heat transfer coefficient was applied as one of the initial parameters for casting simulation, it was shown that calculated temperatures agree with measured temperature. The calculation method employed in this study can be another alternative to determine heat transfer coefficient at metal/mold interface.

Link to Full Text

Share

COinS