钢板阵列射流冷却过程换热实验研究

基于组合式超快速冷却测试装置,研究了8.4×10~5、14.0×10~5、19.6×10~5 L·(m~2·min)~(-1)水流密度对50 mm厚AISI304奥氏体不锈钢0.1 m·s~(-1)辊式淬火过程中厚向截面冷却速度和表面换热的影响,利用导热微分方程及反传热求解方法,计算钢板表面热流密度分布。结果表明,在冷却速度增长区,水流密度通过影响温度梯度的分布进而影响冷却速度变化;在平缓区,温度梯度的改变基本不受水流密度变化的影响,而是由遗传效应主导的;8.4×10~5 L·(m~2·min)~(-1)水流密度条件下的沸腾曲线能观察到明显的膜沸腾和热流肩现象,随着水流密度增加到14.0×10~5 L·(m~2·min)~(-1)和19.6×10~5 L·(m~2·min)~(-1),实验钢板表面在射流水的冲击下无法形成稳定的沸腾蒸汽膜,较高的表面温度也使得临界热流密度值增加到无法到达的水平,沸腾过程无法出现热流肩。