連鑄二冷氣霧冷卻靜態(tài)傳熱實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、連續(xù)鑄鋼過程是煉鋼廠的重要組成部分，隨著對鑄坯產(chǎn)品質(zhì)量、品種多元化、生產(chǎn)效率以及節(jié)能降耗要求的提高，需要對連鑄過程進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。在連鑄機(jī)設(shè)備以及操作工藝一定時，可控性高的是二次冷卻過程。該過程中主要通過氣霧射流對鑄坯進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，好的冷卻效果可避免表面裂紋，變形等缺陷的出現(xiàn)。在這一背景下，本文組織開展了氣霧射流冷卻靜態(tài)傳熱實(shí)驗(yàn)，研究了該傳熱過程的基本特征，重點(diǎn)分析了表面熱流密度和表面溫度的變化規(guī)律。
　　本文設(shè)計(jì)并搭建了連鑄二冷

2、氣霧射流熱態(tài)傳熱實(shí)驗(yàn)裝置，裝置包括氣霧射流系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、爐底傳動系統(tǒng)、擋水系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了連鑄二冷區(qū)鑄坯試樣冷卻過程的實(shí)驗(yàn)室模擬。利用 Ansys軟件對熱電偶的埋設(shè)及布置方式進(jìn)行了測溫準(zhǔn)確性分析。
　　建立了由布置在試樣內(nèi)部的熱電偶測得的溫度值反算表面溫度、表面換熱系數(shù)和表面熱流密度的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱反問題計(jì)算方法，利用熱平衡法建立各節(jié)點(diǎn)差分方程，引入泛函和靈敏度系數(shù)，通過牛頓迭代法優(yōu)化假設(shè)初始值得到邊界條件，利用

3、Matlab編程實(shí)現(xiàn)了反算過程，并驗(yàn)證了該導(dǎo)熱反問題算法的準(zhǔn)確性，反算相對誤差為9.03×10-12。
　　本文描述了氣霧冷卻過程傳熱的基本特征，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：表面熱流密度隨時間整體呈現(xiàn)增大-減小-增大-減小的趨勢，在射流沖擊區(qū)寬度方向上呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。冷卻開始后出現(xiàn)黑色區(qū)域，黑色區(qū)域覆蓋后開始進(jìn)入快速冷卻階段，此時表面溫度約960℃；隨著水流密度的增加，萊式溫度值明顯變大，當(dāng)水流密度從3.9增加到6.3時萊式溫度值從79