Simulazione numerica della fluidodinamica del plasma nella saldatura
Autore
Ranko Sakota - Università degli Studi di Napoli - Federico II - [1999-00]
Documenti
Abstract
Conclusioni raggiunte da questa ricerca
Per ciò che concerne la fluidodinamica del plasma:
· l’analisi qualitativa è in linea con i valori previsti, ed in particolare le elevate velocità del getto;
· l’effetto di restringimento del getto dato dalla forza di Lorentz è evidente, ed è responsabile della particolare forma cilindrica del getto;
· l’effetto del movimento della lastra sul getto non è evidente, e la differenza tra la velocità della lastra e la velocità del getto è di due ordini di grandezza;
· le temperature raggiunte dal getto sono molto elevate;
Per ciò che concerne la trasmissione del calore:
· la diffusione del calore sulla lastra è contenuta, e l’effetto termico confinato localmente in accordo con le previsioni (dati i tempi caratteristici);
Per ciò che concerne la griglia di calcolo:
· la possibilità di adattamento della griglia all’interno del codice si è mostrata utile;
· è stato possibile infittire la griglia nelle zone d’interesse e diradarla in altre, riducendo cosi numero complessivo di celle di calcolo;
Sviluppi futuri
Lo sviluppo effettuato di un “tool” per la simulazione numerica della saldatura al plasma offre ulteriori punti di indagine:
· simulazioni di processi di taglio al plasma, considerati come una variazione dei processi di saldatura;
· effetti sulla forma del bagno di saldatura in funzione della forma del getto;
· studio degli effetti sulla forma dei bordi del materiale nel taglio al plasma in funzione delle proprietà del getto;
· trattamenti superficiali al plasma con iniezione di particelle;
· variazioni del campo di moto in funzione della portata e della distanza tra ugello ed il pezzo in lavoro,
· simulazioni con altre miscele di gas e con i modelli multispecie;
· accoppiamento della parte strutturale per lo studio dello scambio termico tra il getto e la lastra, ponendo l’attenzione alla corretta valutazione dei coefficienti di scambio termico;
· approfondimento dell’analisi dello strato limite nell’ugello e della protezione data all’ugello in funzione della componente rotazionale della portata del gas in ingresso (swirl);
· calcolo dell’apporto di calore al fuso;
· studio della parte radiativa nei meccanismi di trasmissione di calore.
Per ciò che concerne la fluidodinamica del plasma:
· l’analisi qualitativa è in linea con i valori previsti, ed in particolare le elevate velocità del getto;
· l’effetto di restringimento del getto dato dalla forza di Lorentz è evidente, ed è responsabile della particolare forma cilindrica del getto;
· l’effetto del movimento della lastra sul getto non è evidente, e la differenza tra la velocità della lastra e la velocità del getto è di due ordini di grandezza;
· le temperature raggiunte dal getto sono molto elevate;
Per ciò che concerne la trasmissione del calore:
· la diffusione del calore sulla lastra è contenuta, e l’effetto termico confinato localmente in accordo con le previsioni (dati i tempi caratteristici);
Per ciò che concerne la griglia di calcolo:
· la possibilità di adattamento della griglia all’interno del codice si è mostrata utile;
· è stato possibile infittire la griglia nelle zone d’interesse e diradarla in altre, riducendo cosi numero complessivo di celle di calcolo;
Sviluppi futuri
Lo sviluppo effettuato di un “tool” per la simulazione numerica della saldatura al plasma offre ulteriori punti di indagine:
· simulazioni di processi di taglio al plasma, considerati come una variazione dei processi di saldatura;
· effetti sulla forma del bagno di saldatura in funzione della forma del getto;
· studio degli effetti sulla forma dei bordi del materiale nel taglio al plasma in funzione delle proprietà del getto;
· trattamenti superficiali al plasma con iniezione di particelle;
· variazioni del campo di moto in funzione della portata e della distanza tra ugello ed il pezzo in lavoro,
· simulazioni con altre miscele di gas e con i modelli multispecie;
· accoppiamento della parte strutturale per lo studio dello scambio termico tra il getto e la lastra, ponendo l’attenzione alla corretta valutazione dei coefficienti di scambio termico;
· approfondimento dell’analisi dello strato limite nell’ugello e della protezione data all’ugello in funzione della componente rotazionale della portata del gas in ingresso (swirl);
· calcolo dell’apporto di calore al fuso;
· studio della parte radiativa nei meccanismi di trasmissione di calore.
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