小方坯连铸二冷配水对凝固与传热的影响

研究小方坯连铸在二次冷却过程中的坯壳凝固情况,建立了传热过程的二维非稳态数学模型,计算出在整个连铸过程中温度变化和温度场分布,并得出在二冷区铸坯凝固速度与换热系数的关系.     

CSP工艺中连铸热过程的数值模拟

依据CSP连铸工艺中结晶器内钢液凝固、二冷区内铸坯与喷淋水和轧辊及空冷区内铸坯的传热特点,采用了(1)符合实际的等效比热模型;(2)实物模型实验的二冷区冷却公式;(3)能表达结晶与坯壳表面气隙传热的等效导热系数,建立了能真实反映连铸热过程中铸坯温度数字化的数学模型.通过对模型的求解,计算分析了铸坯温度坯壳厚度随连铸过程的变化规律,模型的应用对提高产品质量、优化生产工艺有一定的实际意义.     

钢管超快冷过程数学模型的研究与开发

为了提高钢管超快冷过程的温度控制精度、冷却均匀性以及组织性能控制的精准度,分析了钢管超快冷过程的换热机理,确定射流冲击为钢管超快冷过程的主要换热方式。利用反传热法对钢管表面换热系数进行测定;利用导热方程,建立钢管超快冷过程射流冲击换热数学模型,采用第三类边界条件和有限差分法求解该数学模型。应用此数据模型可以计算特定温度范围内的平均冷却速度和所用时间,也可以计算一定时间范围内的温降和平均冷却速度。经现场测试,由该数学模型计算得到的温降曲线与实际温降曲线基本相同,模型计算精度很高,具有可应用性和执行性。     

基于泛函变分和变热物性的层冷传热建模

分析板材在层冷过程中的传热,建立以热辐射和冷却水对流换热方程为边界条件的偏微分热传导模型,并基于泛函变分原理进行离散求解,获得各离散时间节点上的温度。为进一步提高该温度模型计算精度,在宝钢Gleeble热模拟实验机上测定3种碳钢样本的密度、比热容和热导率等热物性参数随温度变化的函数关系,采用最小二乘法建立回归模型,线性插值后用于温度场定量计算。此外,采用层冷实测温度反算和优化水冷、空冷换热系数,以满足模型现场长期应用的稳定性要求。结果表明,改造后层冷温度设定系统的精度能较准确地反映板材在层冷过程的温度变化,温度模型计算值与实测值吻合良好。     

CSP层流冷却温降过程的数值模拟

研究了CSP层流冷却过程中传热情况,建立了传热过程的二维非稳态数学模型.通过对冷却过程中轧件在各冷却区的换热边界条件的研究,确定了轧件在各冷却区的换热系数模型,计算出轧件在层流冷却过程中温度变化和温度场分布.模拟计算结果与包钢CSP现场实测数据比较吻合.     

二冷强度对连铸小方坯凝固过程影响规律的数模研究

针对连铸小方坯的中心疏松等质量缺陷,建立了凝固传热数学模型,以研究二冷强度对连铸小方坯凝固过程的影响规律,优化二冷制度,改善铸坯质量.本文基于射钉和测温实验所建立的小方坯凝固传热模型精细度较高,用此模型深入研究二冷喷嘴的数量和喷射范围对小方坯凝固传热的影响;经验证,模拟结果与实测结果误差在1.7％以内.利用该模型定量分析了二冷强度对铸坯温度,凝固坯壳厚度和凝固终点的影响规律.结果表明,随着二冷强度的增大,二冷区内的铸坯表面中心温度降低,而进入空冷区后则逐渐趋于一致.二冷强度每增加10％,足辊段出口处温度平均降低8℃,二冷一段出口处温度平均降低10.75℃,二冷二段出口处温度平均降低10.75℃,二冷三段出口处温度平均降低9.75℃,铸坯凝固终点缩短约0.168m.     

基于SVM的连铸二冷目标控制模型研究

二次冷却动态控制对提高铸坯质量有重要意义,根据浇铸条件变化实时确定二冷区铸坯表面目标温度是实现二冷水动态控制的关键。本文以某钢厂65号钢为研究对象,根据连铸冶金准则,在不同工艺参数下确定目标温度数据,然后用支持向量机算法建立目标温度模型。通过Matlab仿真,在工艺参数变化时,模型预测的温度与计算温度误差小于1.7℃,满足二冷动态控制要求。     

用换热系数评定淬火油冷却性能的方法

建立测试探头传热过程的有限差分模型,由探头的中心温度数据计算出介质的换热系数,用它评定淬火介质的冷却性能。     

蚁群多目标优化在连铸二冷配水中的应用

通过连铸板坯凝固传热模型,求解铸坯表面温度分布,根据冶金准则及设备约束条件设计连铸二冷优化多目标函数,按照分目标的重要程度确定其所占的权重.通过对二冷段的水量分别离散化生成蚁群算法的节点及路径,以目标函数最小化为准则,对二冷各段水量进行优化.优化后的二冷区铸坯表面最大的冷却速率由152 C/m降至72 C/m,表面最大...     

气雾射流动态传热实验研究

设计搭建了气雾射流动态传热实验装置,建立了二维非稳态导热反问题模型,研究了表面温度和表面热流密度的时间分布.结果表明在冷却过程中缸体穿越喷射区与淌水区历经了几个不同的换热阶段,温度曲线出现了明显的周期性的特点,成功的模拟了连铸二冷气雾冷却周期性换热的特征.     

方坯连铸凝固传热数值模拟及二冷动态控制

二冷是影响连铸机生产和铸坯质量的重要因素,针对连铸二冷区的均匀冷却问题,建立了方坯连铸机数学模型,其中包括铸坯凝固传热模型和二冷配水控制模型．采用二维有限元差分法求解凝固传热模型,分析了铸流在二冷区的凝固过程中温度场分布和凝固坯壳厚度,为建立二冷控制模型提供了依据和输入数据．建立了基于中间包钢水连续测温和有效拉速实现二冷动态前馈控制模型。该控制模型成功应用于实际铸机的二冷配水,应用结果表明：二冷动态控制模型具有比传统二冷配水控制模型更好的控制效果,铸坯质量有了明显提高．     

多参数优化拟合确定换热器冷、热流体换热规律的研究

本文根据传热原理,应用优化的方法确定了换热器的换热面两侧冷、热流体换热规律,该方法可用于确定多未知参数的计算,实际应用证明该方法有较高的计算精度。     

热型连铸过程的二维稳态传热模型

根据热型连铸技术原理,充分考虑冶金单元三传过程,对一些微小部分传热做了近似计算,建立了热型连铸凝固过程二维稳态温度场的物理、数学模型.编制了计算铸型出口温度、冷却距离、拉铸速度和喷水冷却强度等工艺参数应用程序,并在VC 6.0环境下迭代运行,理论上得出了以上工艺参数对铸坯固液界面位置的影响程度.做了多次纯铜热型连铸实验,计算结果与实验所测数值及文献上报道的实验结果吻合较好,同时也说明了该二维模型的正确性.     

薄板坯在二冷区传热现象的研究

研究了薄板坯连铸二冷区不同的工艺参数对传热现象的影响.计算中采用二维传热模型对温度分布进行计算.计算了不同拉速、不同水量下铸坯的温度分布和坯壳生长.分析了不同工艺对铸坯温度和坯壳生长的影响.得到了不同工艺下,铸坯温度分布规律和坯壳生长规律:拉速的变化对铸坯温度分布和坯壳生长有很明显的影响;而水量变化20%对铸坯温度分布和坯壳生长没有明显的影响.     

X80钢层流冷却温度场的有限元模拟

针对X80钢精轧后进行的层流冷却过程,借助MSC.Marc有限元软件并结合实测的X80钢精轧后的温度分布,建立有限元仿真模型,对不同冷却工艺下X80钢宽度方向的温度场进行分析计算,得到X80钢沿宽度方向的温度分布;通过实验获取X80钢层流冷却过程中换热系数,将获得的换热系数加载到冷却模型中模拟X80钢层流冷却过程的温度变化情况,对比得出不同层流冷却模式的冷却强弱效果。结果表明：对于强冷区,冷却方式为101的冷却效果比冷却方式为110和011的好;对于缓冷区,冷却方式为0011111000的冷却效果比冷却方式为1111100000和0000011111的好。     

发动机热平衡试验研究

针对发动机热平衡问题,建立了发动机热平衡试验系统和机体集总参数传热模型,进行发动机稳定工况和暖机工况热平衡试验研究.稳定工况热平衡试验结果显示了燃烧放热在发动机各系统中的分配比例,分析了发动机冷却散热量需求,为发动机的设计提供了依据.机体集总参数传热模型中机体与空气间的平均换热系数可以由发动机热平衡试验确定.试验表明,机体平均换热系数随机体与环境间温差变化较小,在机体集总参数传热模型中作为定值.机体集总参数传热模型以机体平均温度参数表征机体受热情况,为暖机工况下发动机机体受热状况评估提供依据     

可调卫燃带隔热层的传热设计计算方法

提出了炉内火焰与水冷壁管及双层可调卫燃带隔热层间的集总参数换热模型,并利用此模型建立了燃煤锅炉卫燃带隔热层导热系数、敷设面积、厚度对可调卫燃带表面温度影响的代数计算公式.最后,应用该模型对一台1 025 t/h四角切圆煤粉炉的可调卫燃带隔热层进行了设计传热计算,计算结果与实际情况基本吻合,说明该集总参数传热模型可用于指导可调卫燃带的传热设计.     

交叉缩放椭圆强化换热管内流动和传热性能的数值研究

以交叉缩放椭圆强化换热管为几何模型,对管内的传热和流动进行数值模拟,计算结果表明,过渡段流场不同于直管段,纵向涡流较大,湍流强度和湍动能都较大,过渡段强化传热效果明显好于直管段,但阻力也增加了;并且发现随着椭圆长轴与短轴之比的增加,换热增强,为交叉缩放椭圆强化换热管在换热领域的实际应用提供了理论依据.     

Q345D板坯连铸凝固传热过程数值模拟

基于凝固传热学理论,以300 mm厚Q345D板坯连铸过程为研究对象,建立了板坯二维凝固传热数学模型。利用等效比热法对凝固潜热进行处理,分析了拉速、过热度、二冷区喷水量以及二冷区长度变化对出结晶器坯壳厚度、铸坯表面温度等凝固参数的影响。结果表明,适当提高拉速、降低过热度和增加二冷段长度,可以促进连铸坯凝固,降低板坯缺陷,提高生产效率。     

高效方坯连铸二冷水控制数据模型

通过建立数学模型,用计算机仿真连铸条件下二冷区铸坯的冷却过程,模拟出了二冷区各段的 水量分布和铸坯表面的温度分布,优化出最佳二冷制度,为实际生产中实现高效连铸和计算机 控制提供了恰当的理论依据并获得了良好的效果