phỏng và thực nghiệm
Hình 4.45 trình bày đường cong nguội của vật đúc (can nhiệt số 1), biên giới giữa khuôn - vật đúc (can nhiệt số 2) và của khuôn (can nhiệt số 4) bằng thực nghiệm. Kết quả cho thấy, tốc độ nguội ở ba vị trí là khá tương đồng được thể hiện bằng ba đường cong nguội gần như song song với nhau. Đặc biệt, đường cong đẳng nhiệt của vật đúc trong khuôn gốm, mô phỏng bằng phần mềm mô phỏng Procast của Công ty Cơ khí Hà Nội được trình bày ở hình 4.46.
Hình 4.47 trình bày sự thay đổi của hệ số khuếch tán nhiệt độ của khuôn gốm bằng thực nghiệm và mô phỏng phụ thuộc vào nhiệt độ. Ở khoảng nhiệt độ thấp, nhỏ hơn 545o
C, thì hệ số khuếch tán nhiệt độ giữa mô phỏng và thực nghiệm là khá tương đồng. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng lên trên 545oC thì hệ số khuếch tán nhiệt độ bằng thực nghiệm có xu hướng giảm nhẹ còn hệ số khuếch tán nhiệt độ bằng mô phỏng hầu như không thay đổi. Hệ số khuếch tán nhiệt độ trung bình của khuôn gốm bằng mô phỏng và thực nghiệm là (32±0,5)x10-6
(m2/s) và (31±0,5)x10-6 (m2/s). Kết quả này cho thấy sự tương đồng giữa thực nghiệm và mô phỏng (sai lệch giữa mô phỏng và thực nghiệm là ±1,5%). Trong suốt quá trình nguội của vật đúc, hệ số khuếch tán nhiệt độ của khuôn gốm luôn giữ ở trạng thái ổn định, đặc biệt là ở vùng đông đặc của vật đúc.
Hình 4.46: Mô phỏng trường nhiệt độ của khuôn gốm bằng Procast
Hình 4.48: Sự thay đổi độ dẫn nhiệt của khuôn gốm
Hình 4.48 trình bày sự thay đổi của độ dẫn nhiệt của khuôn gốm bằng thực nghiệm và mô phỏng phụ thuộc vào nhiệt độ. Tương tự như hệ số khuếch tán nhiệt độ, ở khoảng nhiệt độ nhỏ hơn 545oC, thì độ dẫn nhiệt của mô phỏng và thực nghiệm là khá tương đồng. Khi nhiệt độ lớn hơn 545oC thì độ dẫn nhiệt bằng thực nghiệm có xu hướng giảm nhẹ còn độ dẫn nhiệt bằng mô phỏng có tăng lên một chút sau đó giữ ở giá trị ổn định khoảng 80±0,5 (W.m-1
.K-1). Nhìn chung, giá trị độ dẫn nhiệt bằng mô phỏng và thực nghiệm có một sự sai khác nhất định, tuy nhiên sự sai khác này là khá nhỏ (sai lệch giữa mô phỏng và thực nghiệm là ±1,3%). Giá trị trung bình của độ dẫn nhiệt bằng mô phỏng và thực nghiệm lần lượt là 79±0,5 (W.m-1
.K-1) và 77.5±0,5 (W.m-1.K-1). Vấn đề được quan tâm ở nghiên cứu này là tính toán lý thuyết và thực nghiệm, bằng việc sử dụng phương pháp tính toán ở trên thì thực nghiệm có kết quả gần đúng với lý thuyết và độ chính xác phụ thuộc vào vị trí của can nhiệt. Kết quả đạt được cho thấy có ít nhất 3 khả năng: gần đúng độ dẫn nhiệt với các tham số ít hơn, cải thiện phương pháp phân tích và cung cấp một dự đoán ban đầu tốt hơn.
Trên thực tế, kết quả phụ thuộc nhiều hơn vào khoảng cách giữa các điểm đo và số điểm đo. Ở trạng thái phân bố nhiệt độ ban đầu, nó là một hàm của không gian và chỉ có một số điểm được quan sát nên thuật toán chưa được sử dụng một cách đúng đắn. Vấn đề của sự giải quyết không đồng nhất có thể tồn tại ở gần trạng thái ổn định. Hơn nữa, hàm mục tiêu không phải luôn luôn lồi và do đó có một số giá trị cực tiểu để làm cho vấn đề trở lên phức tạp và khó giải quyết. Một điều đáng lưu ý đó là sự khác nhau về không gian trong tính toán phương trình nhiệt nên được chia đủ nhỏ (so với khoảng cách giữa các can nhiệt) để đạt được các kết quả có độ chính xác cao. Yêu cầu khắt khe của thuật toán với sự lưu tâm tới dự đoán ban đầu có thể được giảm đi bằng cách bắt đầu từ phép tính xấp xỉ bậc thấp để có được sự ổn định.