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Berechnung und experimentelle Überprüfung der Konzentrationsverteilung in kristallisierter und flüssiger Phase bei Normal-kristallisation von Aluminium-Kupferlegierungen

Computation and experimental testing of the distributions of concentration in the crystallized and in the fluid phase in normal freezing AlCu-alloys

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Wärme - und Stoffübertragung Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Non-stationary mass transfer processes in front of moving phase boundaries under the influence of variable convection were calculated numerically with an new analyzing method. It was proved with normally crystallized AlCu-samples that the numerical method corresponded with the experiment results. This method yields therefore a suitable description of general non-stationary mass transfer phenomena, specially for crystallization.

Zusammenfassung

Instationäre Stofftransportvorgänge vor wandernden Phasengrenzflächen unter dem Einfluß variabler Konvektion wurden unter Benutzung eines neuartigen Zerlegungsverfahrens numerisch berechnet. Am Beispiel von normalkristallisierten AICu-Proben wurde der Nachweis erbracht, daß das rechnerische Verfahren in guter Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen steht. Damit ist das vorgestellte Verfahren für die Beschreibung von allgemeinen, instationären Stofftransportphänomenen — speziell bei der Kristallisation — geeignet.

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Abbreviations

D,DL :

Diffusionskoeffizient, DK in flüssiger Phase

D* :

scheinbarer Diffusionskoeffizient

fe :

Erstarrungsfrontgeschwindigkeit

fSp :

Geschwindigkeit der Induktionsspule

K0 :

Gleichgewicht-Verteilungskoeffizient

k:

Konzentration

k0 :

Ausgangskonzentration in flüssiger Phase

¯k0 :

Ausgangskonzentration in fester Phase

kB :

Konzentration in flüssiger Phase

¯kB :

Konzentration in fester Phase nach der Kristallisation

L:

Stablänge

s:

Schmelzzonenlänge

t:

Zeit

\(\vec v\) :

vektorielle Strömungsgeschwindigkeit der Legierungskomponente

x:

Ortskoordinate (Stabort)

x0 :

Ortskoordinate, Ort der Erstarrungsfront

ξ:

mitwandernde Ortskoordinate

a,b,c d,e,n:

Konstante

f,g:

Hilfsfunktionen

Literatur

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Authors and Affiliations

  1. Institut für Werkstoff- und Verarbeitungs Wissenschaften, Technische Universität München, Postfach 20 24 20, D-8000, München 2, Bundesrepublik Deutschland

    Hans M. Tensi

  2. BASF Ludwigshafen bisher: Institut für Werkstoff- und Verarbeitungs Wissenschaften, Technische Universität München, Bundesrepublik Deutschland

    Richard Bung

Authors
  1. Hans M. Tensi
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  2. Richard Bung
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Wir danken der DFG für die Bereitstellung von mitteln, dis es uns ermöglichtn, diese Arbeit durchzuführen.

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Tensi, H.M., Bung, R. Berechnung und experimentelle Überprüfung der Konzentrationsverteilung in kristallisierter und flüssiger Phase bei Normal-kristallisation von Aluminium-Kupferlegierungen. Wärme- und Stoffübertragung 9, 259–265 (1976). https://doi.org/10.1007/BF01003577

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF01003577

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