摘 要
回收的鋁合金會含有許多氧化物雜質。其中之一是鋁液表面與空氣中的氧氣接觸時形成的新的氧化鋁膜，因為表面紊流現象捲入時，形成包覆空氣或鋁液的團狀雙膜缺陷，其體密度接近鋁液密度，不利於快速沉澱於保溫爐內。最終與鋁液混進鑄造模穴中，從而弱化鑄件強度和減少延伸率。因此需要最佳化保溫沉澱池的設計，能在最短時間和範圍內，去除回收鋁液中氧化物雜質。本研究沉澱池的設計目的是能夠穩定連續地提供無氧化物雜質的乾淨鋁合金液體，利用內部腔體的造型，將氧化物分離於沉澱池中。其設計包含三個區域，分別為提供鋁液的熔解池、減速的擴散池、以及雜質沉澱的收集池。
應用計算流體力學軟體，模擬不同密度的氧化物顆粒在收集池內沉澱的狀況，並應用水模擬實驗，驗證其實際沉澱距離與模擬結果之間的準確性。水模實驗中顆粒在水中沉澱的現象，應用斯托克斯定律(Stoke’s law)完成類比氧化雜質在鋁液中的狀況。當流量為3.219×10-3 m3/s條件下，粒徑1mm、密度3000kg/m3之氧化物顆粒，當擋板距離為40mm時，沉澱距離達到最小值357mm。
關鍵字：保溫沉澱池、回收鋁、氧化物雜質、雙膜缺陷
