แบบจำลองการไหลของน้ำโลหะในแบบหล่อของกระบวนการหล่อแบบต่อเนื่อง

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการดัดแปลงและพัฒนา source code ของโปรแกรม CAFFA (Computer Aided Fluid Flow Analysis) เพื่อใช้คำนวณและสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ (Mathematical Model) ที่ใช้สำหรับการศึกษารูปแบบการไหลของน้ำเหล็กและน้ำโลหะประเภทอื่น ภายในแบบหล่อประเภทแท่งแบนของกระบวนการหล่อแบบต่อเนื่อง โปรแกรมนี้ถูกพัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของระเบียบวิธีปริมาตรสืบเนื่อง (Finite Volume Method) และภาษาฟอร์แทน เพื่อคำนวณสมการพื้นฐานของการไหลได้แก่ สมการนาเวียร์-สโตกส์ (Navier Stokes Equation) และคำนวณสมการความสัมพันธ์ของ Lorentz เพื่อหาแรงเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าที่สภาวะคงตัว สำหรับการตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองนั้น อาศัยผลการคำนวณของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ (Mathematical Model) เปรียบเทียบกับแบบจำลองทางภายภาพ (Physical Water Model) ในส่วนของการคำนวณนั้นแบ่งออกเป็นสองกรณีหลักๆ คือ การคำนวณแบบไม่มีการประยุกต์สนามแม่เหล็กไฟฟ้า และการคำนวณที่มีการประยุกต์ใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งในแต่ละกรณีก็จะแบ่งย่อยออกเป็นกรณีย่อยๆ อีก 3 กรณีคือ กรณีที่ 1 การตรวจสอบผลของการเปลี่ยนแปลงมุมของอุปกรณ์จ่ายน้ำเหล็ก กรณีที่ 2 การตรวจสอบผลการเปลี่ยนตำแหน่งของอุปกรณ์จ่ายน้ำเหล็ก กรณีที่ 3 การตรวจสอบผลของการเปลี่ยนอัตราเร็วการหล่อ ที่ส่งผลต่อรูปแบบการไหลของน้ำเหล็ก จากผลการคำนวณในแบบจำลองคณิตศาสตร์ (Mathematical Model) พบว่าการเปลี่ยนค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ ทั้งสามกรณีย่อย ๆ นั้น มีผลกระทบต่อรูปแบบการไหลของน้ำเหล็กภายในแบบหล่อ และเมื่อคำนวณในกรณีที่มีการประยุกต์สนามแม่เหล็กไฟฟ้า พบว่าสนามแม่เหล็กไฟฟ้ามีผลต่อรูปแบบการไหลของน้ำเหล็กภายในแบบหล่อ คือแรงเนื่อจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถลดความรุนแรงของการไหลของน้ำเหล็กภายในแบบหล่อของกระบวนการหล่อ แบบต่อเนื่องลงได้