Investigation of the cooling system efficiency in aluminum low pressure die casting Alüminyum alçak basınçlı dökümde kullanılan soğutma sisteminin veriminin araştırılması

ABSTRACTIn this thesis, the flow rate of air coolers used in low pressure casting method is examined. Low pressure die casting (LPDC) method is used for many types of products. Light alloy wheels, motor housings and pistons are examples of these products. Air-cooling is used to provide directional solidification to avoid casting defects on the casting part. In this study, the flow rate of air-cooling is calculated by using computational fluid dynamics (CFD) methods. After the numerical calculations were confirmed by experimental methods, the affect of the variables on the cooling system flow rate was measured with different numerical experiments by changing the number of cooling inlets, number of cooling outlets and cooling pressure. Results showed that the pressure is the most effective variable on flow rate, Inlet and outlet counts are effective on flow rate. To reduce cycle time of casting and provide energy efficiency inlet and outlet counts must be optimized to have maximum flow rate. The effects of optimized cooling on the microstructure and material properties of the castings were investigated numerically. According to the results, it was observed that optimized cooling designs had better microstructure and material properties.ÖZETBu çalışmada, düşük basınçlı döküm yönteminde (ABDY) kullanılan hava soğutucularının, akış hızları incelendi. Alçak basınçlı döküm yöntemi birçok ürün tipi için kullanılır. Hafif alaşım jantlar, motor gövdeleri ve pistonlar bu ürünlere örnektir. Hava soğutma, döküm parçasındaki döküm hatalarını önlemek için, yönlü katılaşma sağlamak amacıyla kullanılır. Bu çalışmada, hava soğutmalarının akış hızı, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemleri kullanılarak hesaplanmıştır. Sayısal hesaplamalar deneysel yöntemlerle doğrulandıktan sonra, soğutma girişlerinin sayısı, soğutma çıkışlarının sayısı ve soğutma basıncı değiştirilerek, bu değişkenlerin, soğutma sisteminin debisi üzerindeki etkileri farklı sayısal deneylerle ölçülmüştür. Sonuçlar, basıncın debi üzerinde en etkili değişken olduğunu, Giriş ve çıkış sayımlarının debi üzerinde etkili olduğunu göstermiştir. Döküm çevrim süresini azaltmak ve enerji verimliliği sağlamak için giriş ve çıkış sayıları maksimum akış hızına sahip olacak şekilde optimize edilmelidir. Optimize edilmiş soğutmaların, döküm parçaların mikroyapı ve malzeme özelliklerine etkisi numerik olarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre optimize edilmiş soğutma tasarımlarının daha iyi mikroyapı ve malzeme özelliklerine sahip olduğu gözlemlendi.