[发明专利]一种金属型差压铸造固液界面换热系数的测定方法及装置

摘要

本发明公开了一种金属型差压铸造固液界面换热系数的测定方法及装置，所述测定方法是通过在金属固体试样和金属熔融试样内分别放置测温元件，测温元件测得的数据通过温度信号采集单元输送至数据处理单元，由数据处理单元处理得到固液界面换热系数；其中，金属固体试样是沿其纵轴线方向自下而上均匀设有若干测温元件，金属熔融试样是在其底端部位设有测温元件；并且，固液界面换热系数的测定包括不同气压下固液界面换热系数的测定和不同温度下固液界面换热系数的测定。本发明可以测定出不同气体压力、不同温度下的固液界面换热系数，可有效提高金属型差压铸造工艺模拟结果的准确性，为实际金属型差压铸造施工提供指导。

主权项

1.一种金属型差压铸造固液界面换热系数的测定方法，其特征在于：是通过在金属固体试样和金属熔融试样内分别放置测温元件，测温元件测得的数据通过温度信号采集单元输送至数据处理单元，由数据处理单元处理得到固液界面换热系数；其中，金属固体试样是沿其纵轴线方向自下而上均匀设有若干测温元件，金属熔融试样是在其底端部位设有测温元件；并且，固液界面换热系数的测定包括不同气压下固液界面换热系数的测定和不同温度下固液界面换热系数的测定；不同气压下固液界面换热系数的测定包括如下操作：在金属熔融试样的底端温度恒定下，调整模拟箱内的气压至不同的恒定值，并通过测温元件和温度信号采集单元获取对应气压下的金属熔融试样和金属固体试样中不同测温点的温度数据，获取的数据传递给数据处理单元，数据处理单元根据计算出不同气压下固液界面换热系数；不同温度下固液界面换热系数的测定包括如下操作：在模拟箱内的气压恒定下，调整金属熔融试样的底端温度至不同的恒定值，并通过测温元件和温度信号采集单元获取对应温度下金属熔融试样和金属固体试样中不同测温点的温度数据，获取的数据传递给数据处理单元，数据处理单元根据计算出不同温度下固液界面换热系数；其中，固液界面换热系数的计算步骤如下：a)根据测温元件和温度信号采集单元获取的金属固体试样中不同测温点的温度数据来计算界面的热流，热流公式为：公式(1)中，A_α为金属固体试样的截面积；λ为金属固体试样的导热系数；ΔL为金属固体试样中相邻两个测温元件之间的距离；ΔT为ΔL上两个测温元件的温差；b)运用外推法获得金属固体试样与金属熔融试样之间的接触界面处的温度；将测温元件和温度信号采集单元获取的金属熔融试样的底端部位的温度与接触界面处的温度进行比较，获得接触界面处的温差；结合接触界面处的温差、界面的热流、金属固体试样的截面积计算出固液界面换热系数，换热系数计算公式为：公式(2)中，A_α为金属固体试样的截面积；ΔT_C为接触界面处的温差；Q为通过界面的热流。