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.     

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。     

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.     

带钢层流冷却过程中冲击穿透深度的数值模拟

带钢在层流冷却过程中距表面较近的区域温度存在反复升降的现象,造成厚度方向上组织和性能的差异。结合酒钢CSP热轧带钢生产数据,建立一维热轧带钢有限元模型,计算层流冷却过程中带钢的温度场。提出了冷却过程中带钢冲击穿透深度的概念,并初步探究其影响因素。厚度为3和4mm的带钢计算得出的卷取温度比实测温度分别高3和8℃,相对误差分别为0.44%和1.16%,验证了模型和假设的合理性。结果表明,冷却过程中冲击穿透深度受带钢的导热系数、平流区的对流换热系数、带钢表面温度和喷嘴分布的影响;带钢上表面喷嘴分布较少,冲击穿透深度随对流换热系数的增大而增加,下表面喷嘴分布密集起主导作用,增加对流换热系数,冲击穿透深度几乎不受影响。     

多排气雾冲击射流换热过程的试验研究

气雾冷却是带钢连续镀锌后的一种强化冷却方式。气雾冷却装置的设计和运行的关键是掌握气雾换热系数。采用试验方法研究了多排气雾射流冷却高温钢板的换热系数,考察了喷气流量和喷水流量对换热系数的影响。试验结果表明：喷气流量对气雾换热系数影响可以忽略;喷水流量对换热系数影响显著,在喷水流量为0.96～1.59 m^3/h时,换热系数随喷水流量的增加而明显上升,最大可达5 650 W/（m^2.K）;喷雾冷却的换热系数远大于常规喷气冷却,能有效地强化镀后冷却。     

中厚板温度场对流换热系数的确定

本文系统介绍了南钢中厚板卷厂对于影响对流换热系数因素的研究,并在此基础上采用实验法测定了在层流冷却过程中三个不同阶段的对流换热系数,建立了层流冷却的数学模拟仿真模型,应用后取得到了良好效果。     

中厚板层流冷却温度控制模型的自学习

对中厚板层流冷却过程的对流换热系数采用自学习修正计算，提高温度控制模型的精度。通过对层流冷却后钢板表面的实测温度和计算温度进行处理，得到该钢板对流换热系数的修正系数。对最近冷却钢板的对流换热系数的修正系数进行加权平均处理，得到下一块钢板对流换热系数的学习值。采用自学习算法后，模型的控制精度提高了12％。     

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。     

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.     

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。     

Improvement of Prediction Method for Strip Coiling Temperature

Thecoilingtemperatureisoneoftheimportanttechnologicalparametersaffectingthefinalmechani calpropertiesofstrip[1,2 ] .The purposeofcoilingtemperaturecontrolistomakestripcooltorequiredcoilingtemperaturefromhighertemperatureforap propriatemicrostructureandmechanicalproperty .Atpresent ,thecontrolmodelofcoilingtemperatureforBaosteel 2 0 5 0millisaself adaptingempiricalmodel.Thoughthecontrolissatisfactory ,theout of toleranceofcoilingtemperatureisstillobservedinproduction .Itwasconcludedbytheinvest…     

带钢连退线风管式冷却过程的数值模拟

 喷射气体冷却是带钢连续退火和镀后冷却过程中最重要的冷却方法,不同的冷却器结构对冷却性能影响很大。针对带钢连续退火及镀后冷却风管式冷却器工艺过程,将计算区域划分为2个子区域,经过网格独立性检验,在一定网格数目基础上利用数值模拟软件进行数值模拟研究。通过对风箱风管区域研究获取冷却器的压力流量公式,对冲击射流冷却区域研究获取带钢表面对流换热系数及带钢冷却速度变化。典型工况下带钢表面平均对流换热系数为117.29W/(m2·K),带钢冷却速度14.0℃/s。     

An experimental study on heat transfer process of multiple mist impinging jets

Mist jet impingement cooling is an enhanced heat transfer method widely used after the continuous galvanizing process.The key of a successful design and operation of the mist jet impingement cooling system lies in mastering heat transfer coefficients.The heat transfer coefficients of high temperature steel plates cooled with multiple mist impinging jets were experimentally investigated,and the effects of gas and water flow rates on heat transfer coefficients were studied.The test results illustrate that the gas flow rate has little effect on the mist heat transfer rate.It is also found that the water flow rate has a great impact on the heat transfer coefficient.When the water flow rate ranges from 0.96m3/h to 1.59 m3/h,an increase in the rate will produce a higher heat transfer coefficient with a maximum of 5650 W/(m2·K).Compared with the conventional gas jet cooling,the heat transfer coefficient of the mist jet cooling will be much higher,which can effectively strengthen the after-pot cooling.     

带高压水除鳞换热的带钢粗轧过程温度场数值模拟

热带钢在轧制前通常需用高压水去除氧化铁皮。随着高压水对带钢表面冲击强度的增加,除鳞效果明显增强,带钢的温度也显著降低。影响带钢温度变化的因素复杂多变,其中尤以高压水的影响较显著,因此研究带钢在高压水除鳞过程中的温度场分布,对于了解带钢粗轧过程中的温度变化、合理制定后续精轧工艺非常必要。笔者将有限元数值解法与实验结果相结合,研究了高压水冲击强度与带钢换热系数之间的对应关系,得出了换热系数计算模型。将该模型应用于宝山钢铁集团公司2050mm热带钢粗轧机组进行模拟计算。结果表明模拟值与现场实测值吻合良好。     

炉缸冷却壁对流换热系数计算及烘炉传热特性

 炉缸冷却壁冷却性能主要体现在冷却水与水管间的对流传热。因为工程上常用计算对流换热系数的经验公式不能满足不同的水流状态从而导致炉缸热应力分析误差较大，所以以某高炉炉缸结构为例，首先利用传热学准数方程推导出冷却水处于不同流动状态时对应的综合对流换热系数表达式，同时探讨了对流换热系数经验公式的适用范围；然后通过迭代计算推导出了冷却水处于层流状态下考虑衰减热阻时的综合对流换热系数表达式；最后对烘炉状态下炉缸侧壁传热模型进行瞬态传热与冷却分析，得到了微水烘炉甚至闭水烘炉的热工依据，可为初步制定高炉烘炉制度进行评估和完善。     

Re-reddening on Strip Surface After Water Cooling

After water cooling,there is a big temperature difference between the center and the surface of strip,which leads to the heat transfer from the center to the surface,and the surface temperature can rise in a short time.The finite element method was used to simulate the phenomena of re-reddening on the surface of strip and to analyze the temperature field of hot rolled strip during laminar cooling,and the periodical variation curve of the cooling rate was obtained during water cooling and subsequent re-reddening.The results show that the critical line of the cooling rate is at 1/3 of the half-thickness from the strip surface.The regression model of the relation of re-reddening temperature,time,and distance from the surface was obtained in the re-reddening region.Re-reddening regularity on the surface of strip under the condition of different thickness and cooling rate was also studied.     

带钢超快速冷却条件下的换热过程

 分析了轧后加速冷却过程中带钢表面的局部换热机理，认为冷却系统实现超快速冷却的关键在于扩大带钢表面射流冲击换热区的面积。确定了薄带钢实现超快速冷却所需的对流换热系数，并采用有限元分析工具ANSYS模拟得到了超快速冷却条件下不同厚度带钢的温度场。温度场的分布表明薄带钢在超快速冷却过程中具有较好的温度一致性。同时还表明随着带钢厚度增加，超快速冷却条件下厚度方向的温度梯度显著增大，对于带钢内部组织的均匀性将产生不利的影响。带钢厚度范围应是超快速冷却技术实际应用过程中的重要考虑因素。     

喷嘴射流特征对连铸二冷区蒸汽膜穿透行为的影响

 连铸二冷区铸坯表面温度通常高于900 ℃,此时喷淋液滴接触高温铸坯时不会湿润铸坯表面,仅在其上形成一层蒸汽膜,阻碍了液滴与铸坯表面接触传热。针对以上问题,以国内某钢厂连铸二冷区的扁平型水喷嘴为原型,建立了喷嘴射流仿真计算模型,并对所建模型进行了理论和实验室验证;采用数值模拟的方法研究了喷嘴自由射流区的流场分布,运用连铸喷嘴冷却检测系统测量获得了射流液滴粒径演变规律;结合数值模拟和实验室测定结果,定量分析了喷嘴在不同水流量下射流液滴冲击铸坯表面蒸汽膜深度的变化规律。结果表明,该喷嘴的最大射流速度在喷嘴出口处,射流在喷嘴出口附近出能维持较大的射流速度,且随着水量的增加,射流保持高射流速度的距离也增长;整体射流的轴向速度占比均在80%以上。当喷淋水量越大时,射流液滴粒径变得越小;随着距喷嘴出口距离的增加,射流中心处的液滴粒径逐渐增大并达到最大值;当水流量为9和12 L/min时,液滴粒径基本相同,这表明当水流量增加到一定值时,冷却水量的增加不影响液滴粒径分布。在不同水流量下,随着喷淋距离的增加,液滴穿透铸坯表面蒸汽膜深度呈先增大后略微减小的变化规律,在喷射距离为100~200 mm范围内时,液滴穿透深度最大,这表明喷射高度在该范围时,喷淋冷却效果最好。