雾化冲击射流冷却热轧钢板的研究

利用有限元耦合场数值模拟计算方法对热轧钢板雾化冲击射流冷却进行模拟计算,结果表明,在其它条件相同的情况下,单喷嘴喷射时,在上喷和下喷的喷嘴附近冷却能力相同;多喷嘴喷射时,横向存在二次冷却,钢板表面横向温度分布总体上呈现逐渐降低的趋势。     

高温钢板喷雾冷却时的冷却特性和传热系数

传热系数α是定量表示冷媒冷却能力的参数,是设计冷却设备(钢材轧后控制冷却设备,连铸二次冷却设备及热处理冷却设备等)不可缺少的重要参数。为此,本文进行了高温钢板喷雾冷却时的冷却特性和传热系数的研究,结果如下: 1.在钢板表面温度θ_s为200～260℃区间,传热系数α有极大值。 2.在θ_s为100～250℃区间,随θ_s上升,α单调地增加,在θ_s为250～850℃区间,随θ_s上升,α减小。在整个试验温度区间,α未出现极小值。 3.水流密度W和θ_s对α的影响为 α=A·W~n·10~(?)     

水幕冷却高温钢板对流换热系数的研究

在实验室条件下，研究了水幕冷却高温钢板的对流换热系数，得到了对流换热系数与钢板表面温度、水幕水量及冷却位置的关系。     

钢管冷却喷淋水量对换热系数的影响

 采用一种钢管外喷淋装置,通过在钢管中预埋热电偶测量钢管冷却期间的温降曲线,研究了喷淋水量对钢管冷却强度的影响。利用有限元模拟软件对测量结果进行分析,建立了钢管表面对流换热系数和水流密度的数学关系模型,将模型嵌入了钢管温度场计算软件当中,软件的计算精度进行了工程验证。结果表明,融合了该换热数学模型的钢管温度场模拟软件计算精度达到90％以上。     

高温物体喷雾冷却时冷却水水质的影响

实验系统研究了对高温金属面进行喷雾冷却时水质和传质面表面粗糙度对沸腾换热特性的影响，在不同水质条件下表面粗糙度对沸腾换热特性无明显影响，而水质对沸腾换热特性有十分显著的影响，使用含杂质较多的冷却水可以大幅度提高膜沸腾区域的换热能力。     

钢板控冷设备中几种管路结构的喷嘴管出口流量均匀性研究

利用有限元耦合场数值模拟计算方法对某钢厂4200mm轧机的雾化控冷设备中用过的几种管路结构的流场进行了三维稳态数值模拟,得到了不同管路结构下各喷嘴管出口流量的情况。并对这几种结构的喷嘴管出口流量均匀性进行了比较分析。为雾化控冷设备管路结构的设计提供了参考。     

钢板控冷设备中几种管路结构的喷嘴管出口流量均匀性研究

利用有限元耦合场数值模拟计算方法对某钢厂4200mm轧机的雾化控冷设备中使用过的几种管路结构的流场进行了三维稳态数值模拟,得到了不同管路结构下各喷嘴管出口流量的情况。并对这几种结构的喷嘴管出口流量均匀性进行了比较分析。为雾化控冷设备管路结构的设计提供了参考。     

雾化喷射角度对热轧钢板冷却影响的模拟分析

利用有限元耦合场数值模拟计算方法对热轧钢板雾化冷却进行模拟,在固定喷嘴到热轧钢板距离H的情况下,得出喷嘴喷射角度对热轧钢板雾化冷却的影响,并对在有重力作用下的雾化冷却影响进行了分析研究.     

气体射流冲击高温钢板的瞬态换热实验研究

采用实验的方法研究了单个圆形喷嘴冲击射流冷却高温钢板的瞬态传热特性.实验中喷嘴到被冲击表面距离H/D为4和8,射流Re数为在22 700到31 000的范围内.实验结果表明,提高气体流量可以有效提升圆形喷嘴的换热能力.射流冲击距离H/D和射流Re数对Nu数具有明显的影响.在对瞬态实验结果的分析表明,随着实验工件表面温度的降低,换热系数和Nu数逐步降低,说明被冲击表面温度对气体射流冲击换热系数和Nu数具有一定的影响.在气体射流冲击冷却过程中,被冷却物体表面温度对换热系数的影响不可忽略.     

高温平板水雾冷却换热系数的数值分析

 利用有限元耦合场数值模拟计算方法进行了高温平板纯水喷雾冷却的模拟。研究了射流出口高度、平板表面温度及喷嘴流量对换热系数的影响。模拟结果表明：在其它参数不变的情况下,随着喷射距离（200mm～500mm）的减小,换热系数总体呈增加趋势;随着平板表面温度在（1050K～1200K间）的增加,换热系数总体呈减小趋势;随着射流流量或压力的增加,换热系数呈增加趋势。     

高温表面喷雾冷却传热系数的理论分析

以池内膜态沸腾为基础，将喷雾颗粒的冲击作为一种扰动，对喷雾冷却过程进行了建模，分析了水流密度、高温表面温度、雾滴尺寸、雾滴冲击速度对喷雾冷却换热系数的影响。并以一种全锥喷嘴为例，利用该模型进行了计算、分析，结果证实该模型对实际应用具有一定的指导作用。     

厚规格钢板在ACO中极限冷却速度研究

通过数值模拟方法对钢板冷却过程温度变化进行研究,分析冷却速度随换热系数的变化规律.结果表明,随着表面换热系数增大,冷却速度呈S形,逐渐达到一稳定值.随着换热系数的增大,当冷却结束时,钢板表面温度接近于冷却水温度,冷却速度达到极限值.极限冷却速度远大于加速冷却和超快速冷却的冷却速度.极限冷却速度随钢板厚度的增大、开冷温度升高和终冷温度的降低而减小.冷却水温度对极限冷却速度影响较小.     

水流量对热轧钢板层流冷却过程对流换热系数的影响

提高带钢层流冷却控制模型的精度,关键是建立精确的对流换热系数与冷却工艺之间的关系.采用有限差分法和反向热传导法,获得了实验条件下钢板表面的对流换热系数及表面温度.研究了不同水流量(0.9~2.1 m³·h^-1)对换热系数与表面温度变化规律的影响.在层流冷却过程中,对流换热系数与表面温度呈非线性关系;在距离驻点70 mm内,水流量对换热系数随表面温度变化规律没影响;远离驻点70 mm外,对流换热系数比随远离冲击区驻点距离的增加而减小.采用所确定的换热系数计算得到的温降曲线与实测曲线吻合较好.     

冷却和堆垛对钢板翘曲的影响

在钢板生产中 ,冷却时经常遇到钢板翘曲。观察发现 ,一些热堆垛空气冷却钢板 ,卸垛时有翘曲。尽管冷却后矫直和矫平工艺可以在一定程度上修正翘曲 ,但钢板的平整度仍不能满足造船板、零部件加工和机动设备用户的要求。一些翘曲钢板因受工艺和设备能力的限制 ,甚至得不到恢复。为了提高机械性能、增加产量 ,钢板生产者采用了很多冷却和堆垛技术。直接冷却方法包括空气冷却、水 /气喷雾、水幕、层状喷射和水淬等。用这些方法 ,2 0 mm钢板的冷却速度为 2～ 40℃ /s。实际生产中的冷却方法取决于产品大纲和平整度要求。堆垛条件分为 3种 :2 0 0…     

层流冷却中水量对热钢板冷却能力的影响

进行调查水层流冷却热钢板工艺的试验，并根据试验结果，分析了水流量对冷却能力的影响。其结论要点如下：1）喷嘴与冷却钢板表面的垂直距离几乎不影响冷却能力。2）水流量的增加会提高冷却能力。但是，随着流量的继续增加冷却能力和“黑区”的长大均达到饱和。3）冷却能力的饱和与黑区的直径增大的极限有关。     

高雷诺数射流冲击对流系数的计算及数值分析

为了确定高雷诺数条件下射流与挡板之间的换热系数,采用理论分析和数值计算的方法,建立流场模型,分析流场各物理量的基本规律、流动特性和对流传热系数分布规律,并与已有实验数据进行比较。结果表明:驻点附近,流体与壁面之间的对流换热系数较低;板面上,随着到驻点的距离增大,对流换热系数增大并出现峰值然后降低,峰值出现在约0.2倍扩散半径处。数值计算与理论分析得到的换热系数较为接近。     

缝隙冲击射流淬火对流换热的影响因素

采用有限元方法对非淹没缝隙射流冲击区单相对流换热进行数值模拟.结合辊式淬火冷却的特点,分析了缝隙射流冲击区对流换热的影响因素如射流速度、射流出口距冲击板的距离(高度)、喷嘴宽度、射流出口速度方向与冲击板之间的夹角、水温等.结果表明:在淬火100 mm厚钢板时,经济实用的工艺参数为射流速度40~45 m·s^-1,射流出口距冲击板的距离(高度)20 mm,喷嘴宽度2 mm,射流出口速度方向与冲击板之间夹角45°,水温10~35℃.     

多排密集圆孔气体冲击射流换热的实验研究

气体冲击射流的换热系数是设计喷气冷却装置必需的参数。本文采用实验方法研究了多排密集圆孔气体冲击射流的换热过程,主要考察了射流雷诺数ReD,普朗特数Pr,无量纲喷嘴间距Xn/d,无量纲喷射高度H/d和排气方式对平均对流换热系数的影响。实验结果表明:平均努谢尔数NuD随ReD数的0.69次幂增长,随无量纲数Xn/d的-0.269次幂和无量纲数H/d的-0.273次幂的方式减小,同时设置排气通道会显著提高换热系数。实验数据整理成平均努谢尔数NuD与ReD数、Pr数、无量纲间距Xn/d、无量纲喷射高度H/d的准则关系式,测量值与回归结果偏差在7%的范围内。得到的准则关系式与Martin公式比较,更适合于高开孔率的密集冲击射流。     

立式连续退火炉中带钢气体射流冷却数值模拟及温度场计算

气体射流冷却是立式连退炉内带钢快速冷却的主要方式,计算冷却过程中带钢温度场分布,对改善带钢连续退火工艺有着重要的指导意义。利用CFD模拟软件对冷却过程进行数值模拟,获得带钢表面换热系数分布规律。运用有限差分法,对带钢温度场分布进行数值仿真计算。研究了初始带钢温度对冷却过程中带钢温度场分布规律的影响。     

热带钢超快速冷却条件下的对流换热系数研究

建立了热带钢超快速冷却过程的导热微分方程,采用有限差分方法计算了薄带钢实现超快速冷却(对于4 mm以下的薄带钢,冷却速率可达300℃/s)所需的带钢表面对流换热系数.同时,在实验室条件下采用厚度为20 mm的钢板进行了超快速冷却试验,得到了超快速冷却条件下的带钢表面对流换热系数与冷却水流量的关系.结果表明,在一定水流量范围内随着冷却水量的增加,带钢表面换热系数逐渐增加;采用所确定的换热系数对不同厚度钢板得到的温降曲线与实测值吻合较好,具有较高的精度.