豎直運(yùn)動(dòng)高溫帶鋼噴霧冷卻的數(shù)值模擬研究.pdf

1、噴霧冷卻是一種新型的散熱冷卻方式，具有冷卻效率高、換熱系數(shù)大、工質(zhì)利用率高等優(yōu)點(diǎn)，目前廣泛地應(yīng)用于冶金、電子元器件等行業(yè)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的研究主要集中于水平靜止壁面的噴霧冷卻，然而實(shí)際生產(chǎn)中常常會(huì)遇到豎直運(yùn)動(dòng)壁面的冷卻問(wèn)題，特別是在熱鍍鋅合金化爐冷卻段中，冷卻的對(duì)象是豎直運(yùn)動(dòng)的帶鋼，所以有必要對(duì)豎直運(yùn)動(dòng)高溫帶鋼的噴霧冷卻進(jìn)行研究。
　　本文首先建立了豎直運(yùn)動(dòng)高溫帶鋼噴霧冷卻的物理模型和數(shù)學(xué)模型，設(shè)置了合理的邊界條件，采用FLUENT軟

2、件對(duì)不同冷卻介質(zhì)下帶鋼的冷卻特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與空氣、水等單相冷卻介質(zhì)相比，氣霧兩相介質(zhì)的噴霧冷卻模型中，帶鋼的冷卻速度最大，溫度的不均勻性較小。
　　其次，研究了噴嘴傾角及帶鋼速度對(duì)噴霧冷卻特性的影響。結(jié)果表明，當(dāng)噴嘴傾角α的絕對(duì)值相同時(shí)，α逆著帶鋼運(yùn)動(dòng)方向時(shí)的冷卻速度要大于其順著帶鋼運(yùn)動(dòng)方向時(shí)的冷卻速度，在α=-30°時(shí)，帶鋼的冷卻速度最大;隨著帶鋼豎直運(yùn)動(dòng)速度的增大，帶鋼的瞬時(shí)冷卻速度逐漸減小，溫度分布更加均

3、勻。
　　然后，研究了噴嘴間距對(duì)豎直運(yùn)動(dòng)高溫帶鋼兩噴嘴噴霧冷卻特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著兩噴嘴橫向間距dz的增大，帶鋼的冷卻速度在不斷減小，而當(dāng)兩噴嘴縱向間距dy=20mm時(shí)，帶鋼的冷卻速度最大;當(dāng)兩噴嘴的間距dz=dy，兩噴嘴縱向布置時(shí)的冷卻速度要大于橫向布置時(shí)的冷卻速度，但前者溫度分布的均勻性較后者差。
　　最后，進(jìn)一步研究了多噴嘴的布置方式對(duì)豎直運(yùn)動(dòng)高溫帶鋼多噴嘴噴霧冷卻特性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，四噴嘴平行布置時(shí)，帶鋼的冷