Hostname: page-component-cd9895bd7-dzt6s Total loading time: 0 Render date: 2024-12-28T00:47:46.777Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

Simulation numérique du transfert thermique incluant l'ébullition nucléée lors de la coulée continue des métaux

Published online by Cambridge University Press:  10 May 2006

Abdel Illah Nabil Korti  and
Yahia Khadraoui
Abdel Illah Nabil Korti
Affiliation:
Université de Tlemcen, Faculté des Sciences de l'Ingénieur, Département de Mécanique, BP 230, 13000 Tlemcen, Algérie
Yahia Khadraoui
Affiliation:
Université de Tlemcen, Faculté des Sciences de l'Ingénieur, Département de Mécanique, BP 230, 13000 Tlemcen, Algérie
Get access

Abstract

Un modèle numérique utilisant la méthode de la capacité effective moyenne est présenté pour étudier le transfert thermique dans le processus de solidification lors de la coulée continue avec refroidissement direct. La résolution du problème est faite par la méthode des volumes finis à maillage fixe. Une chaleur spécifique moyenne est donc utilisée pour simuler le volume incluant la zone de changement de phase. Cette méthode surmonte les inconvénients de la méthode de la capacité effective qui est très sensible au choix de l'intervalle de température de changement de phase. Pour déterminer le coefficient de convection à la surface externe des billettes dans la région basse du moule, une méthodologie a été établie en utilisant d'une part, les théories de l'ébullition nucléée avec convection forcée et d'autre part, celles relatives au film de refroidissement. Les résultats de la simulation numérique sont validés par des résultats expérimentaux publiés. L'étude montre que la vitesse de retrait est un facteur très important pour le contrôle de la microstructure et de la condition d'évasion lors de la coulée des métaux.

Keywords

Heat transfersolidificationcontinuous castingfinite volumenucleate boilingTransfert de chaleursolidificationcoulée continuevolumes finisébullition nucléée
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 7 , Issue 1 , January 2006 , pp. 29 - 37
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2006

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

Goodman, T.R., The heat balance integral and its application to problems involving a change of phase, Trans. ASME 80 (1958) 353–342
Yeh, L.T., Chung, B.T.F., Solidification and melting of material subjected to convection and radiation, J. Spacer. Rockets 12 (1975) 329–334
B.A. Boley, The embedding technique in melting and solidification problems, moving boundary problems in heat flow and diffusion, in J. Ockendon, W. Hodgkins, ed., Proceedings of the conferences held at the University of Oxford, 1974, pp. 150–172
Crank, J., Gupta, R., Isotherm migration method in two dimensions, Int. J. Heat Mass Transfer 18 (1975) 1101–1117 CrossRef
C.S. Keung, The Use of sources and sinks in solving two-dimensional heat conduction problems with change of phase in arbitrary domains, PhD dissertation, Columbia Univ. New York, 1980
Lazarids, A., A numerical solution of multidimensional solidification (or melting) problems, Int. Heat Mass Transfer 13 (1970) 1459–1477 CrossRef
Lan, X.K., Khodadadi, J.M., Fluid flow, heat transfer and solidification in the mold of continuous casters during ladle change, Int. J. heat and mass Tran. 44 (2001) 953–965 CrossRef
J.S. Hsiao, B.T.F. Chung, An efficient algorithm for finite element solution to two-dimensional heat transfer with melting and freezing, ASME paper 84-HT-2, presented at the 22d national heat transfer Conf., Niagara Falls, 1984
Lynch, D., O'Neil, K., Continuously deforming finite elements for the solution of parabolic problems with and without phase change, Int. J. Numer. Meth. Eng. 17 (1981) 81–96 CrossRef
Das, S.K., Thermal modelling of D. C. continuous casting including sub-mould boiling heat transfer, Applied Thermal Engineering 19 (1999) 897–916 CrossRef
Shamsundar, N., Sparrow, E., Analysis of multidimensional phase change via the enthalpy model, J. Heat Transfer, Trans. ASME 19 (1975) 333–340 CrossRef
Comini, G., Guidice, S., Del Lewis, R., Zienkiewicz, O., Finite element solution of non-linear heat conduction problems with special reference to phase change, Int. J. Numer. Methods Eng. 8 (1974) 613–624 CrossRef
Ruhul Amin, M., Greif, D., Conjugate heat transfer during two-phase solidification process in a continuously moving metal using average heat capacity method, Int. J. Heat Trans. 42 (1999) 2883–2895 CrossRef
Lee, R.T., Chiou, W.Y., Finite element analysis of phase change problems using multilevel techniques, Numer. Heat Trans. Part B 27 (1995) 277–290 CrossRef
Hsiao, J.S., An efficient algorithm for finite difference analyses of heat transfer with melting and solidification, Numer. Heat Trans. 8 (1985) 653–666
Runnels, S.R., Carey, G.F., Finite element simulation of phase change using capacitance methods, Numer. Heat Trans. 19 (1991) 13–30 CrossRef
Khadraoui, Y., Korti, A.N., Senouci, Z., Tabet-Hellal, F.Y., Ghernaout, M.A., Simulation numérique du transfert thermique dans un métal en voie de solidification, J. Maghrébin de Physique 1 (2000) 57–60
Weckman, D.C., Niessen, P., A numerical simulation of the D. C. continuous casting process including nucleate boiling heat transfer, Metall. Trans. 13B (1982) 593–602 CrossRef
W.M. Rohsenow, Developments in heat transfer, MIT Press, Cambridge, 1964
W.M. Rohsenow, Modern developments in heat transfer, Academic Press, New York, 1963