四重十一輥矯直機矯直輥流固耦合傳熱分析.pdf

1、矯直輥的工作環(huán)境十分惡劣，承受包括強矯直力、高溫鋼板的熱輻射、熱傳導(dǎo)和熱對流等熱沖擊、內(nèi)冷水和外冷水的降溫等多種載荷的聯(lián)合作用。工作時產(chǎn)生的交變熱應(yīng)力往往會引起矯直輥的破壞和失效，加之矯直輥本身的結(jié)構(gòu)和運動非常復(fù)雜，造成此問題的研究十分困難。為了準確的模擬真實的工作狀態(tài)、獲得較為準確的計算結(jié)果以及滿足系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的需要，本文考慮矯直輥的多物理場耦合效應(yīng)，以四重十一輥矯直機為研究對象，分析在流固熱載荷耦合作用下矯直輥的溫度場和內(nèi)部流場，以

2、利于矯直輥的壽命估計和系統(tǒng)優(yōu)化。研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點如下： （1）考慮矯直機實際復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式和惡劣的工作狀態(tài)，建立了矯直輥系的流-固-熱耦合力學(xué)模型。在力學(xué)模型中，同時考慮了高溫鋼板和矯直輥的熱輻射、熱對流及熱傳導(dǎo)、矯直輥旋轉(zhuǎn)運動和內(nèi)冷水的運動以及內(nèi)、外冷卻系統(tǒng)的降溫作用。根據(jù)矯直輥復(fù)雜的真實結(jié)構(gòu)（含有通水盲孔、旋轉(zhuǎn)接頭等），建立了矯直輥的實體模型。 （2）根據(jù)實際工況，對力學(xué)模型設(shè)置合理的溫度場和流場邊界條件?？紤]

3、矯直輥繞軸線的旋轉(zhuǎn)運動引起的矯直輥、空氣和內(nèi)冷水的溫度場和流場隨時間變化，采用動網(wǎng)格技術(shù)模擬矯直輥的旋轉(zhuǎn)運動，并使用Visual C++編制UDF函數(shù)。此外，為了保證一定的計算效率和精度，采用非一致網(wǎng)格生成技術(shù)對矯直輥的局部進行加密。 （3）采用計算流體力學(xué)軟件Fluent，計算了對矯直輥內(nèi)冷水復(fù)雜流場，并討論了不同通水速度對流場的影響。定量計算了通水速度對內(nèi)冷水對矯直輥的冷卻效果及矯直輥內(nèi)表面壓力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)矯直輥的旋轉(zhuǎn)運