Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Математика->Контрольная работа
Металлы относятся к числу наиболее распространенных материалов, которые человек использует для обеспечения своих жизненных потребностей. В наши дни тр...полностью>>
Математика->Реферат
Имитационное моделирование - это распространенная разновидность аналогового моделирования, реализуемого с помощью набора математических инструментальн...полностью>>
Математика->Реферат
Давным-давно, многие тысячи лет назад, наши далекие предки жили небольшими племенами. Они бродили по полям и лесам, по долинам рек и ручьев, разыскива...полностью>>
Математика->Реферат
Математические модели экономических задач – это совокупность средств: уравнений, комплексов математических зависимостей, знаковые логические выражения...полностью>>

Главная > Книга >Математика

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Математическое моделирование процессов рафинирования алюминиевых сплавов

Изложены: методические разработки по рафинированию алюминия и алюминиевых сплавов, методы математического моделирования при планировании экспериментов на трех уровнях факторов, алгоритм математического рафинирования, пример выполнения программы математического моделирования на ЭВМ, основные требования по выполнению исследовательских работ и оформлению отчетов.

Учебное пособие подготовлено на кафедре «Сварочное, литейное производство и материаловедение» и в Научно-исследовательском институте плавки литейных сплавов при ПГУ. Оно предназначено для студентов всех форм обучения по специальности «Машины и технология литейного производства» и может быть полезно при выполнении исследований с применением математического моделирования.

Основные сведения по рафиниролванию алюминиевых сплавов и методические указания по выполнению исследований

Алюминиевые сплавы широко применяется в промышленности. Положительные свойства алюминия это – легкость, высокая пластичность, коррозионная стойкость, повышенная электропроводность

Современные требования к литейному производству обеспечение получения отливок из сверхчистого алюминия. В связи с этим разработка новых методов рафинирования (очистки) алюминия является актуальной задачей. Перспективным способом является рафинирование металла солями. Сущность этого метода рафинирования металла заключается в том, что отдельно производят расплавление металла и соли. В расплавленную соль, удельной вес которой меньше удельного веса металла вливают расплавленный металл. Чем меньше разность удельных весов соли и металла и меньше поверхность контакта соли и металла, тем с большей интенсивностью проводят вибрационное воздействие на расплавленную соль.

Это позволяет снизить трудоемкость процесса рафинирования металла, получить более чистый металл, улучшить качество металла, снизить энергозатраты и стоимость очистки металла.

Проверка эффективности предложенного способа рафинирования металла (патент №2287022) осуществляется следующим образом. Производят плавку металла в тигельной печи и одновременно в другой плавят водорастворимую соль, удельной вес которой меньше удельного веса металла в 1,5-10,5 раза, например, соль натрия, бария или калия. Температуру расплава алюминия повышают до 800оС, затем тигель с расплавом соли подвергаем вибрации, и расплав алюминия вливают в расплавленную соль. После прохождения соли через металл и скопления соли на поверхности металла, вибрацию прекращают. Выливают расплав соли вместе с расплавом металла в тигель, в котором плавили алюминий. Далее расплавленную соль сливают с жидкого металла, и металл используют для заливки отливок. После остывания соль растворяют в воде, удаляют из раствора неметаллические материалы, выпаривают воду, сушат соль, полученную из раствора. Соль повторно можно использовать для очистки алюминия от неметаллических включений.

Выбор интенсивности перемешивания расплавленной соли зависит от разности удельных весов расплава соли и очищаемого металла, а также от поверхности контакта расплавленной соли с расплавленным металлом, требуемой степени очистки металла от неметаллических включений. Чем меньше разность удельных весов соли и металла и меньше поверхность контакта соли и металла и чем чище требуется металл, тем должна быть больше интенсивность движения размешивания расплавленной соли. Удельный вес расплава соли должен быть в 1,5-10,5 раза меньше расплавленного металла, вливаемого в расплавленную соль.

Оценку качества рафинирования металла-алюминия проводят при помощи экспериментальных данных и математической модели. В технике и технологии преимущества метода математического моделирования очевидны: оптимизация процессов, сокращение затрат на процессы, повышение качества продукции, уменьшение эксплуатационных расходов. Математическое моделирование существенно преобразует также сам характер научных исследований, устанавливая новые формы взаимосвязи между экспериментальными и математическими методами. Применение математического моделирования в литейном производстве привело к появлению большого числа программных пакетов, с помощью которых более или менее успешно решаются задачи, с которыми литейщики сталкиваются в практической работе.

Прогнозирование улучшения процессов и свойств при рафинировании расплавов алюминия рационально проводить при помощи математического моделирования на основе планирования экспериментов на трех уровнях факторов [4,13,14]

Преимуществами предложенной методики математического моделирования являются оригинальная разработка ортогонализации матриц, вывод формул для расчета коэффициентов ортогонализации, коэффициентов регрессии, дисперсий в определении коэффициентов регрессии, буквенное обозначение показателей степени факторов в уравнении регрессии и возможность изменять величины показателей степени факторов, добиваясь требуемой точности математических моделей. При математическом моделировании используются абсолютные величины факторов и показателей процесса. Уровни факторов могут быть ассиметричными и симметричными, а математические зависимости – нелинейными или линейными.

Анализ следует проводить по компьютерной программе NW3 [13,14] , разработанной в соответствии с эффективным алгоритмом. В этой программе объединены три программы для случаев планирования 31 (Х = 3), 32 (Х = 9), 33 (Х = 27). В зависимости от того, какая управляющая величина Х будет введена, начнет работать одна из программ. Программы составлены так, что достигается высокая точность расчетов, осуществляется проверка расчетов. После выявления математической модели программа позволяет выполнять расчеты по модели, определять максимальные и минимальные величины показателей, строить графики зависимостей показателей от факторов.

СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ исследовательских лабораторных РАБОТ

Лабораторные работы посвящены исследованию рафинирования алюминия с применением математического моделирования на основе планирования экспериментов на трех уровнях факторов.

Преимуществами предложенной методики математического моделирования [4] являются оригинальная разработка ортогонализации матриц, вывод формул для расчета коэффициентов ортогонализации, коэффициентов регрессии, дисперсий в определении коэффициентов регрессии, буквенное обозначение показателей степени факторов в уравнении регрессии и возможность изменять величины показателей степени факторов, добиваясь требуемой точности математических моделей. При математическом моделировании используются абсолютные величины факторов и показателей процесса. Уровни факторов могут быть ассиметричными и симметричными, а математические зависимости – нелинейными или линейными.

Лабораторные работы по дисциплине ««Вычислительная техника в инженерных расчетах» согласно учебного плана для дневной формы обучения и заочной формы обучения должны выполняться в течение 17 часов аудиторных занятий. Выполняются 4 исследовательские работы. Тематика работ представлена в табл 1.

Таблица 1

Тематика лабораторных работ

Номер работы

Тематика работы

Объем работы (час)

Примечания

№ 1

Рафинирование алюминиевых сплавов солями бария.

4

№ 2

Рафинирование алюминиевых сплавов солями натрия.

4

№ 3

Рафинирование алюминиевых сплавов солями калия.

4

№4

Рафинирование алюминиевых сплавов смесью солей

5

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ исследовательских РАБОТ И ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТОВ

Цель: Изучение рафинирования алюминия с применением математического моделирования при планирования экспериментов на трех уровнях факторов.

На первом занятии студенты должны ознакомиться с правилами техники безопасности и внутреннего распорядка лаборатории. После ознакомления студенты должны расписаться в контрольном листе по технике безопасности.

Без росписи в контрольном листе студенты к занятиям не допускаются.

Результаты проведенных работ оформляются в виде отчета.

Отчет по работам должен содержать:

- титульный лист;

- общие сведения по очистке алюминиевых сплавов;

- общие сведения о солях натрия, калия, бария;

- описание методики и проведения работ;

- рассчитанные и определенные значения;

- анализ полученных значений и результатов.

Работы должны оформляться на стандартных листах согласно требованиям действующих ГОСТ на оформление текстовых документов. Обозначение рисунков и таблиц должно быть сквозное по тексту.

Применяемое Оборудование

Огнеупорные тигли; электрическая печь сопротивления; формы для заливки металла, алюминий; соли натриевые.

Порядок проведения исследовательских работ

  1. Произвести расчет объема заполнения тиглей с учетом удельного веса материалов.

  2. Произвести плавку хлорида натрия в тигельной печи. (Тпл = 800оС).

  3. Произвести плавку в другой тигельной печи алюминиевого сплава.

пл = 700оС).

  1. Залить пробу металла.

  2. Перегреть оставшийся расплав металла то температуры Т = 800оС.

  3. Влить расплав алюминия в расплавленную соль, при этом тигель с расплавом соли подвергать вибрации.

  4. После прохождения соли через металл и скопления расплава соли на поверхности металла, вылить расплав соли вместе с расплавом металла в тигель, в котором плавили алюминий.

  5. Расплавленную соль слить с жидкого металла.

  6. Залить полученный образец металла.

  7. Провести сравнительный анализ пробного образца с полученным образцом.

  8. Заполнить табл. 2.

Таблица 2

Взаимодействие алюминия с солями

№ эксп.

Соль

Наблюдения

Выводы

  1. По данным экспериментов, вычислить дисперсию опытов по программе, построить математическую модель.



Загрузить файл

Похожие страницы:

  1. Разработка конструкции транзисторного радиопередатчика, размещенного в кабине планера

    Курсовая работа >> Коммуникации и связь
    ... сплава. Алюминиевомагниевые сплавы относятся к группе термически, неупрочняемых алюминиевых деформируемых сплавов. ... установках различного назначения. Моделирование электродов производилось в графическом ... является построение математических моделей процесса на ...
  2. Строение металлов (1)

    Реферат >> Промышленность, производство
    ... к повышению температуры и более интенсивному развитию процессов восстановления и науглероживания металла. В домницах получали ... стали, применяют алю­миний, титан, ванадий; алюминиевых сплавов — марганец, титан, ванадий. Иногда в качестве ...
  3. Современное состояние исследований в области функциональных конденсационных покрытий высокой проводимости

    Дипломная работа >> Физика
    ... её сплавы, алюминиевые сплавы и ... Костржицкий А.И. К вопросу о математическом моделировании процессов получения многокомпонентных конденсированных систем ... Мовчан Б.А. Электроннолучевая плавка и рафинирование металлов и сплавов / Б.А. Мовчан, А.Г. Тихоновский ...
  4. Обработка металла под давлением

    Реферат >> Промышленность, производство
    ... процессов рафинирования ... математической ... разводкой и алюминиевыми радиаторами. ... М.И. Включения в легированных сталях и сплавах / М.И. Виноградов, Г.П. Громова. ... 16. Вихлевщук, В.А. Численное моделирование процесса плавления и усреднения грану­лированного ...
  5. Производство алюминия и магния

    Книга >> Промышленность, производство
    ... физического моделирования основных технологических процессов и ... алюминиево-магниевых и многокомпонентных жаропрочных сплавов. Загрязнение алюминиевых сплавов ... поэтому рафинирование сплавов на ... измерений. 3. Провести математическую обработку и представить ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0029640197753906