液態(tài)金屬充型流動(dòng)過程的水力學(xué)特性目前在實(shí)際鑄造生產(chǎn)中，砂型仍占相當(dāng)大的分量，而液態(tài)金屬在砂型中流動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)出如下水力學(xué)特性：1. 粘性流體流動(dòng)：液態(tài)金屬是有粘性的流體。液態(tài)金屬的粘性與其成分有關(guān)，在流動(dòng)過程中又隨液態(tài)金屬溫度的降低而不斷增大，當(dāng)液態(tài)金屬中出現(xiàn)晶體時(shí)，液體的粘度急劇增加，其流速和流態(tài)也會(huì)發(fā)生急劇變化。2. 不穩(wěn)定流動(dòng)：在充型過程中液態(tài)金屬溫度不斷降低而鑄型溫度不斷增高，兩者之間的熱交換呈不穩(wěn)定狀態(tài)。隨著液流溫度下降，粘度增加，流動(dòng)阻力也隨之增加；加之充型過程中液流的壓頭增加或和減少， 吹塑具液態(tài)金屬的流速和流態(tài)也不斷變化，導(dǎo)致液態(tài)金屬在充填鑄型過程中的不穩(wěn)定流動(dòng)。3. 多孔管中流動(dòng)：由于砂型具有一定的孔隙，可以把砂型中的澆注系統(tǒng)和型腔看作是多孔的管道和容器。液態(tài)金屬在“多孔管”中流動(dòng)時(shí)，往往不能很好地貼附于管壁，此時(shí)可能將外界氣體卷入液流，形成氣孔或引起金屬液的氧化而形成氧化夾渣。4. 紊流流動(dòng)：生產(chǎn)實(shí)踐中的測(cè)試和計(jì)算證明，液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)，其雷諾數(shù)Re大于臨界雷諾數(shù)Re臨，屬于紊流流動(dòng)。例如ZL104合金在670℃澆注時(shí)，液流在直徑為20mm的直澆道中以50cm/s的速度流動(dòng)時(shí)，其雷諾數(shù)為25000，遠(yuǎn)大于2300的臨界雷諾數(shù)。對(duì)一些水平澆注的薄壁鑄件或厚大鑄件的充型，液流上升速度很慢，也有可能得到層流流動(dòng)。輕合金優(yōu)質(zhì)鑄件澆注系統(tǒng)的研究表明，當(dāng)Re＜20000時(shí)，液流表面的氧化膜不會(huì)破碎，如果將雷諾數(shù)控制在4000～10000，就可以符合生產(chǎn)鋁合金和鎂合金優(yōu)質(zhì)鑄件的要求。有人通過水力模擬和鋁合金鑄件的實(shí)澆試驗(yàn)證明：允許的最大雷諾數(shù)，在直澆道內(nèi)應(yīng)不超過10000，橫澆道內(nèi)不超過7000，內(nèi)澆道內(nèi)不超過1100，型腔內(nèi)不超過280。 綜上分析，影響金屬液流動(dòng)的平穩(wěn)性的主要因素是金屬液的流動(dòng)速度和澆注系統(tǒng)的形狀及截面尺寸。為此，有必要研究液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況。