非對稱射流對連鑄二冷傳熱影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著連鑄工藝在鋼鐵生產(chǎn)中的普及,在加快鋼材生產(chǎn)速率的同時也對鋼材的質(zhì)量提出了更高的要求。在整個鑄坯的生產(chǎn)過程中,連鑄二次冷卻過程對鋼坯的換熱起到了至關(guān)重要的作用,同時氣霧冷卻過程作為可控性最高的階段,尋求合理的冷卻方式成為提高鋼坯成材率的重要環(huán)節(jié)。
　　本文在實(shí)驗(yàn)鋼板內(nèi)部焊接熱電偶,建立了二維、無內(nèi)熱源、非穩(wěn)態(tài)的二維導(dǎo)熱反問題計(jì)算方法。對實(shí)驗(yàn)鋼板進(jìn)行等步長的網(wǎng)格劃分,選用內(nèi)部節(jié)點(diǎn)法,通過熱平衡法建立各節(jié)點(diǎn)的差分方程,引入泛函和靈敏

2、度系數(shù)的概念,利用牛頓迭代法優(yōu)化所求的邊界條件,整個過程由Matlab編程實(shí)現(xiàn),并驗(yàn)證了計(jì)算程序的準(zhǔn)確性,得到其相對誤差為10-11數(shù)量級。
　　本實(shí)驗(yàn)以實(shí)際生產(chǎn)中的氣霧射流冷卻方式為背景,組織開展了靜態(tài)條件下噴嘴傾斜非對稱氣霧射流冷卻實(shí)驗(yàn),著重分析了加熱鑄坯冷卻過程中冷卻面上不同位置點(diǎn)的表面溫度和表面熱流密度隨時間的變化關(guān)系。從而對鑄坯的冷卻過程有一個更加直觀理性的認(rèn)識,同時對連鑄過程中的冷卻制度起到一定的理論支持作用。

3、　　噴嘴豎直對稱射流冷卻過程中發(fā)現(xiàn),射流中心點(diǎn)的臨界熱流密度值要高于其他位置,約為2.2×106w/m2,射流邊界位置在冷卻中期,表面熱流密度值會出現(xiàn)明顯的下降,射流區(qū)域外部位置在冷卻前期進(jìn)行輻射傳熱,冷卻40s后與冷卻水進(jìn)行高效的對流換熱,“膜態(tài)沸騰”階段出現(xiàn)在臨界熱流密度之后。
　　噴嘴傾斜非對稱射流冷卻時,最大臨界熱流密度值出現(xiàn)在了射流下游區(qū)域邊界位置,約為4.3×106w/m2,射流上游區(qū)域邊界位置在冷卻時間為60s時,表