Análisis y simulación del modelo térmico y viscoso del proceso de Melt Spinning

JAIRO USCECHE; MARCELO PAGNOLA; FRANCISCO BARCELÓ; AXEL LARRETEGUY; MARCELO BARONE

Revista UIS Ingenierías

Universidad Industrial de Santander

Año: 2018 vol. 17 p. 185 - 190

El proceso de Melt Spinning es utilizado para la fabricación de cintas delgadas de materiales amorfos. El material seinyecta a través de una boquilla en estado líquido y se solidifica al entrar en contacto con una rueda rotante. En estetrabajo se pretende encontrar mediante simulación computacional realizada con OpenFOAM® un perfil térmico delmaterial desde su eyección por la boquilla hasta la conformación de la cinta propiamente dicha. Se utilizaun modelode dos fases del tipo Volume of Fluids (VOF). A pesar de que ninguno de los dos fluidos (metal fundido y aire) puedeconsiderarse compresible para las presiones de trabajo se utiliza un método de resolución de naturaleza compresible.Esto permite representar los cambios de densidad en el aire por cambios de temperatura y definir un modelo termofísicopara la aleación. Para esto, se considera una aleación de conductividad térmica, calor específico y densidadconstantes. El cambio de fase es representado por un modelo que relaciona viscosidad (𝜇) con temperatura (𝑇) en elcual la viscosidad crece varios órdenes de magnitud cuando el material pasa por debajo de la temperatura decristalización. Entre las opciones de modelos viscosos que ofrece OpenFOAM®, se selecciona un modelo polinómicocuyos coeficientes fueron determinados mediante rutinas OCTAVE hasta lograr una curva dea juste [1] para laviscosidad dentro del rango de temperaturas de 600 a 1700ºC.