直浇道中的流动
直浇道（sprue，downgate）的功用是：从浇口杯引导金属向下，进入横浇道、内浇道或直接导入型腔；提供足够的压力头，使金属液在重力作用下能克服各种流动阻力，在规定时间内充满型腔。直浇道常做成上大下小的锥形、等断面的柱形和上小下大的倒锥形。
曾经对只包括浇口杯和直浇道的两单元浇注系统进行过水力模拟试验，结果如图15 12所示。当直浇道上口为圆角时，等截面的直浇道模型中呈充满状态且有真空度存在，透过壁上的小孔向液流内吸入空气。因此，“真空吸气理论”认为：等截面直浇道附近型砂中的气体会被吸入液流，溶于液态金属气体也会因压力降低而析出，而且可能被卷入液流并带入型腔，使铸件产生气孔缺陷。应当强调指出：这种理论只能用于不透气壁的模型，而不能用于实际砂型浇注金属的条件下。
图15-12 水在有机玻璃模型的直浇道内流动状况
（a）圆柱形直浇道，入口为尖角，呈非充满状态；（b）圆柱形直浇道，入口为圆角，充满且吸气；（c）上大下小的锥形（1/50）直浇道，入口为尖角，呈非充满态；（d）上大下小的锥形（1/50）直浇道，入口为圆角，充满且为正压状态
液态金属在砂型直浇道中的流动状态如图15-13所示。试验结果表明：上大下小的锥形（锥度1/50）直浇道呈充满流态，而在等截面的圆柱形和上小下大的倒锥形直浇道中呈非充满状态。
对湿砂型内等截面的直浇道上、中、下三点进行浇注铸铁时的压力测定（条件为：直浇道高400mm、直径Φ30mm、浇注温度1300℃）证明，直浇道内金属压力为接近大气压力的微正压，压力值一般在50～1000Pa（5～100mm水柱），靠近浇口杯处压力值偏高，在浇注初的瞬间压力最高可达1.8k Pa。
因此，可得出以下结论：
（1）液态金属在直浇道中存在两种流态：充满式流动或充满式流动。(https://www.daowen.com)
（2）在非充满的直浇道中，金属液以重力加速度向下运动，流股呈渐缩形，流股表面压力接近大气压力，微呈正压。流股表面会带动表层气体向下运动，并能冲入型内上升的金属液内，由于流股内部和砂型表层气体之间无压力差，气体不可能被“吸入”流股，故在直浇道中气体可被金属表面所吸收和带走。
图15-13 液态金属在砂型的直浇道中的流态
（a）砂型尺寸；（b）铸铁流股形态照片
（试验条件：HTl50，浇注温度1300～1290℃，砂型，直浇道最小，直径Φ20mm）
（3）直浇道入口形状影响金属流态。当入口为尖角时，增加流动阻力和断面收缩率，常导致非充满式流动。实际砂型中尖角处的型砂会被冲掉引起冲砂缺陷。要使直浇道呈充满流态，要求入口处圆角半径r≥d/4（d为直浇道上口直径）。
（4）在有机玻璃模型中能够出现真空度下的充满式流态，这种情况不能代表砂型中的金属流态。因为砂型是透气体，给出限制性边界条件：金属流股断面上的压力应不小于砂型表层气体的压力。例如，在两组元的浇注系统的入口为圆角的等截面直浇道中：模型中流态，负压、充满和等速流态；砂型中流态，等压、非充满的等加速流态。
只有当模型中的液流压力在大于等于大气压力的条件下，才能代表砂型中的金属流态。这在水力模拟试验中应特别予以注意。
（5）生产中主要应用带有横浇道和内浇道的浇注系统，由于横浇道和内浇道的流动阻力，常使等截面的，甚至上小下大的直浇道均能满足充满条件而呈充满式流态。
尽管非充满的直浇道有带气的缺点，但在特定条件下，如阶梯式浇注系统中为了实现自下而上地逐层引入金属的目的而采用；又如用底注包浇注的条件下，为了防止钢液溢至型外而使用非充满态的直浇道。