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。     

Y型喷嘴运行临界点的冷态实验研究

Y型油喷嘴由于采用介质雾化,喷嘴内存在两种介质两相流动的相互影响。在一定的雾化介质压力下,运行油流量受油、气压差及喷嘴结构影响,在某种情况下会发生喷嘴运行油流量为零,雾化气倒流入油管的临界工况。对一种结构的三个Y型喷嘴进行了流量特性实验,并采用冷态流量实验图与数据回归关系式计算的方法,确定其临界工况点的运行参数,为喷嘴的可靠运行提供依据。     

环缝气流冲击雾化制粉喷嘴流场特性的仿真研究

分析了一种环缝气流冲击雾化制粉喷嘴的结构和工作原理, 并对该雾化喷嘴模型进行了流场分布数值仿真, 研究了不同进气压力和窄缝倾角对流场速度分布的影响。研究结果表明, 从进气管入口到气流冲击雾化喷嘴出口, 加速气流速度保持最大值不变, 在距进气管入口中心线上80 mm位置之后逐渐减小; 随着进气压力的增加, 气流冲击雾化喷嘴出口速度表现出明显的增加趋势, 且仿真结果与理论计算结果误差在10%范围以内。随着窄缝倾角的增加, 负压涡流逐步向进粉管靠近, 回流区、分离区和混合区的最大速度值表现出单调增加的变化规律; 综合考虑气流冲击效果和喷射速度, 确定最优的窄缝倾角50°~60°。     

内混式油喷嘴运行临界点的冷态实验研究

内混式介质雾化喷嘴运行时,当运行油压高于某雾化气体压力时,会发生部分油经气孔倒流入气管系统的第一类临界工况;当运行雾化气体高于某油压时,会发生部分雾化气体经油孔倒流入油管系统的第二类临界工况.对某内混式喷嘴采用冷态流量实验研究与数据处理相结合的方法,确定了这两类临界工况,为内混式喷嘴的可靠运行提供了依据.     

紧耦合气雾化流场结构突变过程的数值模拟

紧耦合气雾化制粉过程中,当雾化气压超过某一临界值时,直管环缝型喷嘴的气雾化流场结构存在"开涡—闭涡"突变现象,雾化效果随之发生显著改变。该文采用数值模拟方法研究紧耦合喷嘴气体流场中开涡和闭涡结构特征及其突变行为,以及雾化介质类型和喷嘴几何结构参数(喷射顶角、导液管伸出长度和末端直径、环缝宽度)对临界雾化压力Pc的影响。结果表明:当雾化压力P略高于Pc时,马赫盘迅速截断回流区,流场结构由开涡向闭涡突变,并引起喷嘴熔体出口下方抽吸压力Pa骤降,突变前后抽吸压力差ΔPa约为30 kPa;雾化介质类型和喷嘴主要几何结构参数对Pc有显著影响,但对ΔPa无明显影响。     

环孔雾化喷嘴设计参数的研究

根据对雾化气流流动的理论分析及环孔雾化喷嘴设计参数的研究,提出了环孔雾化喷嘴设计参数的定性解析和定量描述;导出了在环孔雾化喷嘴出口处雾化气体流速及质量流量取得极大值时,雾化喷嘴气流出口截面积与空腔截面积及雾化压力的解析表达式;建立了雾化气体流速与环孔雾化喷嘴节圆直径、环孔直径及喷射顶角的函数关系式;探讨了保障环孔雾化喷...     

NAC系统中钢板控冷工艺参数的研究

在常化炉后NAC快速冷却系统中,为了实现对高温钢板的控制冷却,分别对高密度管流发生断流时的流量值,集管组数,上下集管水量、水量比等工艺参数进行了研究,选择合理数值,获得高性能产品,并在舞阳钢厂控冷设备中得到成功应用。     

超音雾化中喷嘴结构对气体流场与雾化性能的影响

雾化喷嘴是喷射成形技术的关键部件,为验证喷嘴结构对雾化性能的影响,采用计算流体动力学方法研究不同Laval喷管喉口结构、导流管锥顶角和突出长度对喷射气体流场及导流管顶端静压强(ΔP)的影响规律。结果表明在设计紧耦合Laval喷嘴中:圆角过渡式喉口形状比尖角及柱体过渡更利于获得高速气流;较小的锥顶角可以减小导流管出口静压值,但速度衰减较大;导流管突出长度在7~8 mm时可以获得较好的气动效果。最后选定圆角过渡Laval形出气口形状,导流管锥顶角β=45°以及突出长度h=8 mm加工雾化喷嘴并进行雾化实验,在雾化压强0.8 MPa时7055合金粉末以球状或类球状形态存在,质量中径为42.3μm。     

河钢邯钢中板线优化控冷工艺助品质增效

正河钢邯钢中板厂运行车间紧紧围绕"市场"和"产品"两大主题,采取精准控制阀门流量、调整控冷侧喷角度等措施,有效改进了控冷工艺,为轧制高级别品种钢和提升产品质量提供了有力保障。随着中板品种钢比例的不断提升,对设备控制精度有了更高要求。该车间为了满足生产品种钢的工艺要求,反复调研试验,对轧后控冷10组侧喷精确调整各喷嘴的角度。将每组侧喷位置进行移动改造,在缝隙狭小的空间内,上下左右调整喷嘴     

基于ANSYS Fluent的超快冷设备管路的优化设计

在超快速冷却装备中,供水管路是超快冷设备中的重要组成部分,供水管路的合理布置关系到超快冷设备的换热效率、冷却均匀性以及设备的成本。为了解决超快冷设备中供水管路供水不均匀问题,应用ANSYS Fluent软件进行供水管路内水流的数值模拟计算。在进行某钢厂的管路方案设计时,设计者提出了4种不同的管路设计方案,通过用ANSYS Fluent计算4种方案管路流场的速度和压力云图,最终确定最优的管路设计方案。     

钻杆生产线焊缝热处理冷却系统技术改造研究

在剖析生产钻杆的现用热处理设备的基础上,提出采用就地喷雾气冷方案,并采用流量放大原理,研制了气流放大喷雾器。既大大地节约供气量,又增加气流射速,提高冷却速率。研究解决了环形喷雾器喷雾不均匀的问题,改进了气雾喷嘴使其伸入到内孔并接近焊缝处,生产试验证实;加热后感应圈退出焊缝区,同时把喷雾器移近焊缝,使气雾能直接喷射到焊缝上,钻杆焊缝用喷雾冷却处理后,冲击韧性值不但满足要求,而且大幅度地提高。     

2250热轧线精轧机组冷却水集管的结构优化

精轧机组上机架间冷却水集管在生产过程中出现根部开裂、喷嘴堵塞,严重影响板带表面质量及板型控制.通过研究上机架间冷却水集管的结构及机架间冷却水在过钢时的状态,分析了这种现象的产生机理,对原集管结构进行重新设计后,其使用寿命由3个月延长到1年以上,大幅提高了终轧温度的命中率,喷嘴堵塞现象大为改善.     

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。     

Flow Uniformity of Roller-Type Quenching Machine

 Abstract: Three dimensional finite element flow field model of spraying pipe of roller-type quenching machine is built. The flow field under different structural parameters is computed. After grouping the nozzles, the spraying uniformity is analyzed under different water inlet pipe diameter, different water inlet pipe distance, nozzle diameter, nozzle distance. And the spraying intensity absolute deviation and relative deviation are computed under different conditions. The effect rule of different structural parameters to cooling uniformity is obtained. The results provide theoretical support for improving production quality and optimizing cooling device design.     

板坯连铸内外复合冷却流场和温度场耦合数值模拟

 针对1 240 mm×200 mm板坯连铸提出了一种钢水内外复合冷却技术，即在结晶器内设置内冷却器 U形管，起到提高传热效率改善铸坯内部组织之目的。运用流体力学分析软件，就内外复合冷却结晶器内钢水在流场温度场耦合作用下的凝固状况进行数值模拟，发现内冷却器可以使钢水的流动状态均匀和加快连铸坯的凝固速度。     

水口结构对连铸中低碳钢流场和温度场的影响

 为研究水口结构形状对连铸中低碳钢结晶器内流场和温度场分布的影响,采用有限容积法建立连铸圆坯三维数学模型,模拟了不同水口形状下圆铸坯的流场和温度场。结果表明,在水口浸入深度为80 mm、其他参数不变时,与直水口相比,旋流水口使钢水冲击深度降低,结晶器内涡流增强,弯月面温度和二冷区凝固率提高,且随着水口数量的增加,弯月面波高和结晶器出口温度降低;采用旋流水口并施加结晶器电磁搅拌(M EMS)时,结晶器中钢液温度升高,弯月面有卷渣行为,结晶器出口未形成凝固坯壳。在实际应用中,应避免同时使用M EMS和旋流水口,或使用旋流水口时采用低强度的M EMS。     

高炉软水冷却系统水流特性研究

高炉软水密闭循环冷却系统水流特性实验室试验研究表明：当支管破损产生泄漏时,该支管入口水量增加,出口水量减少,且泄漏量与入口水增量或出口水减量成线性关系;当高炉休风时,泄漏量剧增;当高炉局部过热,支管内水汽化,体积膨胀,流动阻力增加,该管水量减少,致使汽化更甚,直到形成“汽塞”烧坏为止。     

同质冷却水口的试验研究和传热分析

 为实现低过热度浇注,开发了一种冷却水口。在不同长度和出口直径的条件下分别进行了多组浇钢试验和数值模拟计算。比较了2种长度、3种不同出口直径水口的浇注结果和计算结果。得到实现低过热度浇注的最佳工艺条件为水口长190 mm,出口直径为20 mm,在浇注平衡时热流为1224 MW/m2。