压铸中铸型与铸件见的换热系数问题

JSCAST_CAE

压铸和低压铸造时，默认金属铸型与铸件之间的换热系数分别是多少？都是0.03吗？
这个是不是已经考虑了涂料的影响之后的换热系数，否则这个系数应该比这个大很多吧。
谢谢，麻烦哪位达人告诉一下
给两位版主发信问了下，他们太忙了，没回我。


已在六楼回答此问题！

[ 本帖最后由 JSCAST_CAE 于 2007-4-18 15:50 编辑 ]

yanli

没做过这方面的模拟, 不清楚

沙漠浪子

要使用Die combo ，不同阶段是不同的。

JSCAST_CAE

已经彻底解决
I've figure it out!

zxffeng

最近太忙，再说水平有限，没能及时解答，抱歉了

JSCAST_CAE

It is hard to say the exact value of Heat transfer Coefficient (HTC).
The only way to do this is to do some evaluations of numerical results by comparing with the measured ones.
Even though some recommended values can be found in Ohnaka's book. I am not sure if they are right.

Generally, HTC between casting and mold is dominated by the followings.
1) Temperature difference (ΔT) between casting and mold
(The higher the ΔT, the higher the HTC)

2) Contact condition, or the Air Gap (ΔL) between casting and mold
(The smaller the ΔL, the higher the HTC)

3) Mold filling or Solidification?
Mold filling: HTC is also strongly dependent on the flow velocity of liquid metal.
(High V -> High HTC)
More precisely, HTC is determined by Re for forced flow, or Ra for natural convection, where Re and Ra are dimensionless numbers.
Turbulent flow also causes higher HTC as compared with laminar flow.

Solidification:
First stage: contact between mold and liquid metal (V is much slower compared with mold-filling)
Second stage: contact between mold and solidified metal (Solid/Solid contact)
Air Gap varies during solidification.

So we can say that HTC is (time, temperature-difference, velocity of melt, location) dependent.
For more detailed discussions, please refer to some books on Heat Transfer (Fluid Flow).

Suppose that HTC = 0.01~0.02 (cgs Unit) is the baseline value for solidification (metallic mold casting).

For mold filling process of High Pressure Die Casting (HPDC), I think it is a good guess by increasing HTC 10 times higher, that is HTC = 0.1~0.2.

For mold filling process of Low Pressure Die Casting (LPDC), Gravity-tilt casting or Gravity casting (of metallic mold), because the velocity is much slower than HPDC, the HTC has to be smaller than HPDC, however still several times larger than the baseline value used in solidification.

So my suggestion is:

(a)
Use different HTCs for Mold filling, and Solidifcation

(b)
For mold filling of different Casting Process (HPDC, LPDC, etc.), choose different HTC corresponding to different velocity of melt.

看不懂E文的朋友请看下面：

    传热系数的准确值是很难说清楚的，唯一的办法是根据试验测量的结果拟合出数学表达式。尽管大仲逸雄老先生的书里介绍了一些传热系数的数值，但是我也不清楚是否正确。
    总体来说，铸型与铸件间传热系数主要由一下决定：
1）铸型与铸件间温度差
  （温差越大，传热系数越大）
2）铸型与铸件间的空隙－－由于铸件的凝固收缩所形成的空隙
  （空隙越小，传热系数越大）
3）充型速度，充型速度对传热系数的影响很大
  （充型速度越快，传热系数越大）
   确切的说，传热系数由无量纲的雷诺系数来决定。湍流比层流具有更大的传热系数。

凝固过程：
    第一阶段：铸型与流动金属液的热交换（速度要明显小于充型时的金属液速度）。
    第二阶段：铸型与凝固铸件的热交换（固体与固体间的热交换）。凝固过程中，铸件与铸型之间产生空隙。

所以，可以说传热系数是由时间、温差、金属液的流动速度、位置决定的。如果要知道更具体的解释，那就要查阅一些关于传质、传热方面的书籍了。

如果我们以金属铸型，凝固过程的传热系数为0.01～0.02（cgs单位）为基准：
高压铸造充型过程（流动过程）时，传热系数增加十倍左右大概是比较准确的，也就是说传热系数为0.1～0.2。
低压铸造、倾斜铸造、重力铸造等如果也采用了金属铸型，由于流动速度远远小于高压铸造，所以传热系数也要小于高压铸造时使用的传热系数，但是也要比凝固过程的采用的基准值大一些甚至几倍。

个人建议：
  （a）在流动、凝固过程中采用不同的传热系数。（这样就不能用接力计算器了     ）
  （b）尽管是同样材料的金属型铸造，不同的铸造工艺，比如说低压铸造、倾斜铸造、重力铸造等，在流动解析过程中也要采用不同的传热系数。

PS：做了个试验，对一个压铸件流动解析后，分别用传热系数0.2和0.02做了凝固解析，两次的凝固时间分别为为100s和186s。

        尽管这样的比较绝对数值没有太大的意思，但是传热系数差了10倍，而凝固时间只差了1.86倍，也还是能说明一些问题的。

       （以上试验采用JSCAST软件解析）

JSCAST_CAE

谢谢版主加分
我的贡献积分已经不少了     能不能加积分啊    哈哈

[ 本帖最后由 JSCAST_CAE 于 2007-4-18 16:14 编辑 ]

cheersbg

换算成国际单位，还不到100w/m2.K,是不是太小了啊？

JSCAST_CAE

我刚才算了一下
2000w/m2.K = 0.04778 K/cm2.sec.℃
100w/m2.K = 0.002389K/cm2.sec.℃
楼上的兄弟是不是算错了   再算下看看吧

cheersbg

总结的比较全面，有一点异议跟楼主探讨，界面换热系数不应该跟界面温度差有关吧。如果有关，在别的条件相同的情况下，铸件与模具温度相同时界面换热系数即为0，不符合常识，温度差影响的界面的换热量。

gavinhou

jifenjifen 积分，谢谢俄

wdlzhy

好样的，我需要连铸过程中铸型与铸件的换热系数，石墨铸型与铜液之间的患热系数

wdlzhy

希望有人给指点一下这个换热系数是多少,谢谢

zzm1317

资料比较不错 谢了

永不言弃

这块确实是个难题

18345179319

JSCAST_CAE 发表于 2007-4-18 15:47
It is hard to say the exact value of Heat transfer Coefficient (HTC).
The only way to do this is to ...

谢谢，收获很大