Optimeiddio Dosbarthiad Maint Gronynnau Powdr Metel o Broses Atomeiddio Nwy Wall
Mae Wall Colmonoy yn grŵp peirianneg deunyddiau sy'n arwain y byd ac sy'n gweithgynhyrchu cynhyrchion arwynebu Colmonoy® a phresyddu Nicrobraz®, castinau trachywir, araenau, a chydrannau peirianneg ledled y sectorau awyrofod, modurol, cynwysyddion gwydr, olew a nwy, mwyngloddio ac ynni, a sectorau diwydiannol eraill. Gweithgaredd pwysig yw cynhyrchu powdrau aloiau metel mân a ddefnyddir i arwynebu a phresyddu. Mae penderfynu ar Ddosbarthiad Maint Gronynnau (PSD) powdr metel, a'i reoli, yn her beirianyddol oherwydd y ffenomenau aml-ffiseg cymhleth sy'n gysylltiedig â'r broses o atomeiddio aloi tawdd â jetiau nwy cyflymder uchel.
Bwriad y cydweithrediad ag ASTUTE oedd sicrhau gwell dealltwriaeth o ffiseg atomeiddio nwy a'r berthynas rhwng amodau'r broses a dosbarthiad maint gronynnau powdr metel.
Yr Ateb
Aeth Wall Colmonoy ati i gynnal rhediadau cynlluniedig o'r broses i gipio'r data angenrheidiol i bennu'r berthynas rhwng amodau'r broses a dosbarthiad maint y gronynnau. Ar y cyd ag ASTUTE 2020+, cynhaliodd adolygiad trylwyr o’r broses Atomeiddio Nwy weithredol gan ganolbwyntio’n benodol ar y system echdynnu nwy a oedd ar waith. Gwnaed awgrymiadau ar gyfer addasu i wella rheolaeth ar amodau'r broses atomeiddio.
Dynameg Hylifau Cyfrifiadurol (CFD)
Aeth ASTUTE 2020+ ati i ddefnyddio dynameg hylifau cyfrifiadurol i efelychu maes llif y nwy a'r aloi tawdd yn y siambr atomeiddio, ynghyd â'r broses o ffurfio gronynnau metel. Cipiodd model tri dimensiwn nodweddion pwysig o'r llif, megis ehangiad y maes jet agos a achosir gan jetiau nwy cyflym, a gwrthdroad y llif sy'n achosi i ronynnau lloeren ffurfio. At hynny, dangosodd y dadansoddiad dynameg hylifau cyfrifiadurol effaith pwysau gwacáu gwahanol a lleoliadau gwahanol y pyrth gwacáu.
Ni ellid cyfrif am ddadelfeniad gronynnau cynradd gan ddefnyddio'r adnoddau cyfrifiadurol a oedd ar gael, ond cafodd y dadelfeniad eilaidd ei fodelu gan ddefnyddio model trawsgludo Kelvin-Helmholtz Rayleigh-Taylor. Cyflawnwyd cytundeb rhesymol â data dosbarthiad maint y gronynnau yn ystod y broses gynhyrchu.
Gwnaeth Wall Colmonoy waith arbrofol i roi argymhellion yr ymchwil ar waith yn ei broses. Aeth ati i gynnal rhediadau prawf yn canolbwyntio ar amodau'r broses a geometreg y ffroenellau, ac yna rhoi adborth i ASTUTE ar berfformiad yr addasiadau a awgrymwyd.
Dirnadaethau o Ddysgu Peirianyddol
Yn seiliedig ar y set ddata gychwynnol a ddarparwyd gan Wall Colmonoy, aeth ASTUTE ati hefyd i ddatblygu Offeryn Dysgu Peirianyddol Wall Colmonoy (WCMLT) – meddalwedd seiliedig ar ddeallusrwydd artiffisial a all gynorthwyo ein partner diwydiannol i ragweld dosbarthiad maint y gronynnau o'r broses atomeiddio nwy heb gynnal arbrofion ychwanegol.
Mae'r rhagfynegiadau'n dibynnu ar fodel dysgu peirianyddol wedi'i seilio ar ddata dosbarthiad maint y gronynnau a gasglwyd mewn sypiau blaenorol, ac yn allosod/rhyngosod yr wybodaeth honno ar gyfer senarios newydd.
Mae'r dull hwn yn ddewis modern yn lle systemau seiliedig ar reolau, a gellir ei gymhwyso at unrhyw fath o set ddata, fwy neu lai.
Yr Effaith
Mae'r prosiect cydweithredol rhwng Wall Colmonoy Limited ac ASTUTE 2020+ wedi galluogi'r cwmni i symud ymlaen o ran ei waith ymchwil a datblygu.
Mae perthnasoedd rhwng amodau'r broses atomeiddio a dosbarthiad maint y gronynnau a gyflawnwyd yn achos powdrau aloi wedi'u sefydlu a'u hegluro.
Roedd yr efelychiadau o'r dynameg hylifau cyfrifiadurol yn caniatáu i Wall Colmonoy optimeiddio geometreg y tŵr atomeiddio, gan wella sefydlogrwydd y broses atomeiddio a morffoleg y powdrau a gynhyrchwyd.
Cyflawnodd yr offeryn dysgu peirianyddol, WCMLT, gyfeiliornad canrannol canolrifol o 6% ar gyfer y rhagfynegiad o ddosbarthiad maint y gronynnau. Mae'r manwl gywirdeb hwn yn ddeniadol ar gyfer proses mor gymhleth gan ei fod yn caniatáu i'r cwmni ddeall y berthynas rhwng amodau'r broses a'r cynnyrch yn well, a'i rhagweld yn gyflym.
