Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

แบบจำลองการไหลของน้ำโลหะในแบบหล่อของกระบวนการหล่อแบบต่อเนื่อง

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Modeling of molten metal flow in the mold of the continuous casting process

Year (A.D.)

2006

Document Type

Thesis

First Advisor

มาวิน สุประดิษฐ ณ อยุธยา

Second Advisor

Takateru Umeda

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมโลหการ

DOI

10.58837/CHULA.THE.2006.1397

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการดัดแปลงและพัฒนา source code ของโปรแกรม CAFFA (Computer Aided Fluid Flow Analysis) เพื่อใช้คำนวณและสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ (Mathematical Model) ที่ใช้สำหรับการศึกษารูปแบบการไหลของน้ำเหล็กและน้ำโลหะประเภทอื่น ภายในแบบหล่อประเภทแท่งแบนของกระบวนการหล่อแบบต่อเนื่อง โปรแกรมนี้ถูกพัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของระเบียบวิธีปริมาตรสืบเนื่อง (Finite Volume Method) และภาษาฟอร์แทน เพื่อคำนวณสมการพื้นฐานของการไหลได้แก่ สมการนาเวียร์-สโตกส์ (Navier Stokes Equation) และคำนวณสมการความสัมพันธ์ของ Lorentz เพื่อหาแรงเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าที่สภาวะคงตัว สำหรับการตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองนั้น อาศัยผลการคำนวณของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ (Mathematical Model) เปรียบเทียบกับแบบจำลองทางภายภาพ (Physical Water Model) ในส่วนของการคำนวณนั้นแบ่งออกเป็นสองกรณีหลักๆ คือ การคำนวณแบบไม่มีการประยุกต์สนามแม่เหล็กไฟฟ้า และการคำนวณที่มีการประยุกต์ใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งในแต่ละกรณีก็จะแบ่งย่อยออกเป็นกรณีย่อยๆ อีก 3 กรณีคือ กรณีที่ 1 การตรวจสอบผลของการเปลี่ยนแปลงมุมของอุปกรณ์จ่ายน้ำเหล็ก กรณีที่ 2 การตรวจสอบผลการเปลี่ยนตำแหน่งของอุปกรณ์จ่ายน้ำเหล็ก กรณีที่ 3 การตรวจสอบผลของการเปลี่ยนอัตราเร็วการหล่อ ที่ส่งผลต่อรูปแบบการไหลของน้ำเหล็ก จากผลการคำนวณในแบบจำลองคณิตศาสตร์ (Mathematical Model) พบว่าการเปลี่ยนค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ ทั้งสามกรณีย่อย ๆ นั้น มีผลกระทบต่อรูปแบบการไหลของน้ำเหล็กภายในแบบหล่อ และเมื่อคำนวณในกรณีที่มีการประยุกต์สนามแม่เหล็กไฟฟ้า พบว่าสนามแม่เหล็กไฟฟ้ามีผลต่อรูปแบบการไหลของน้ำเหล็กภายในแบบหล่อ คือแรงเนื่อจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถลดความรุนแรงของการไหลของน้ำเหล็กภายในแบบหล่อของกระบวนการหล่อ แบบต่อเนื่องลงได้

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This thesis modify and develop the CAFFA-Program (Computer Aided Fluid Flow Analysis) for the computation and modeling of mathematical model to study the molten steel flow and also other liquid metals in slab continuous casting process. This program has beendeveloped on the finite volume method and fortran language to solving the Navier-Stoke equation and Lorentz’s law for induced electromagnetic force. In this case, study the steady state and 2 dimensional flow. Mathematical model verification has been investicated by comparison with the physical water model. The calculation was divided two cases. Case1: calculate the molten steel flow without electromagnetic field in slab continuous case2: calculate the molten steel flow with electromagnetic field in slab continuous casting process. Each case was still divided in 3 cases such as changing of port angles, changing of port positions, and changing of casting speeds. Finally, we can conclude that the change of some parameter affect to the flow pattern of the molten steel within the mold of slab continuous caster. In electromagnetic field contribution case, the induced electromagnetic force force can brake down the velocity of molten steel within the mold of slab continuous caster.

Link to Full Text

Share

COinS