豎直運動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，目前廣泛地應用于冶金、電子元器件等行業(yè)。當前國內(nèi)外的研究主要集中于水平靜止壁面的噴霧冷卻，然而實際生產(chǎn)中常常會遇到豎直運動壁面的冷卻問題，特別是在熱鍍鋅合金化爐冷卻段中，冷卻的對象是豎直運動的帶鋼，所以有必要對豎直運動高溫帶鋼的噴霧冷卻進行研究。
　　本文首先建立了豎直運動高溫帶鋼噴霧冷卻的物理模型和數(shù)學模型，設置了合理的邊界條件，采用FLUENT軟

2、件對不同冷卻介質(zhì)下帶鋼的冷卻特性進行了數(shù)值模擬研究，結果發(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噴霧冷卻特性的影響。結果表明，當噴嘴傾角α的絕對值相同時，α逆著帶鋼運動方向時的冷卻速度要大于其順著帶鋼運動方向時的冷卻速度，在α=-30°時，帶鋼的冷卻速度最大;隨著帶鋼豎直運動速度的增大，帶鋼的瞬時冷卻速度逐漸減小，溫度分布更加均

3、勻。
　　然后，研究了噴嘴間距對豎直運動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，而當兩噴嘴縱向間距dy=20mm時，帶鋼的冷卻速度最大;當兩噴嘴的間距dz=dy，兩噴嘴縱向布置時的冷卻速度要大于橫向布置時的冷卻速度，但前者溫度分布的均勻性較后者差。
　　最后，進一步研究了多噴嘴的布置方式對豎直運動高溫帶鋼多噴嘴噴霧冷卻特性的影響。結果發(fā)現(xiàn)，四噴嘴平行布置時，帶鋼的冷