شبیه سازی عددی پدیده های جوشش و میعان در فرآیند خنک کاری سریع غوطه وری با استفاده از متد حجم سیال (VOF ) و به کمک نرم افزار اپن فوم

در این پژوهش،شبیه سازی عددی فرآیند خنک کاری سریع قطعات داغ، به روش غوطه ور کردن آن در سیال مادون سرد،ارایه شده است.در این فرآیند،خنک کاری قطعه داغ به وسیله ی مکانیزم هایمختلف جوشش،انتقال حرارت جابجایی و ترکیبی از این دو مکانیزم خنک می شود.دینامیک این مفهم بسیار پیچیده است و شارهای حرارتی متناظر به شدت به متغیرهای محلی جریان نظیر سرعت سیال وکسر بخار وابسته اند.به منظور دستیابی یه یک توصیف دقیق از خنک کاری قطعه در طول زمان،به یک مدل ریاضی مناسب از انتقال حرارت نیاز است.در این پژوهش روش حجم سیال از نرم افزار متن باز اپنفوم(OpenFOAM )به منظور شبیه سازی پدیده های جوشش و میعان در فرآیند کوئنچینگ (خنک کاری سریع) غوطه وری،توسعه داده شده است. همچنین معادله انرژی در ناحیه جامد به منظور پیش بینی میدان دمایی در داخل قطعه داغ،حل شده است.به منظور شبیه سازی دقیق تر،فرآیند میعان مجدد نیز در نظر گرفته شده است.سیال کوئنچ(خنک کار)مورد نظر روغن موتور است و فازهای مایع و بخار،تراکمناپذیر و مخلوط نشدنی در نظر گرفته شده اند.فصل مشترک بین دوفاز با روش حجم سیال( VOF ) مدلسازی می شود،کشش سطحی بین دوفاز به روش نیروی سطح پیوسته( CSF )و انتقال جرم بین دو فاز مایع و بخار با مدل انتقال جرم لی ( Lee )،مدلسازی شده است.در انتها هم فرآیند کوئنچینگ بر روی قطعه برش در ماشین تراش به صورت دو بعدی شبیه سازی شده است.

کلیدواژه ها:

جوشش ، میعان ، کوئنچینگ غوطه وری ، متد حجم سیال