薄钢板气体射流控冷结构数值模拟与试验验证

发布时间：2024-02-14 03:42

　　对3种用于薄钢板冷却的气体射流控冷结构进行了数值模拟分析,通过比较气体射流控冷结构内风速流场和钢板温度场,确定单均风板气体射流控冷结构可满足薄钢板淬火要求,且冷却均匀性较好,并进行了试验验证。结果表明:与无均风板相比,设置一个或两个均风板时,工件近壁面风速流场与温度场均匀性得到提高,利用单均风板气体射流控冷结构对钢板进行风冷时,在20 s时工件上存在的最大温度差约为63. 8℃。在20 s内钢板平均温度从920℃冷却至Ms点(412℃)以下,最低冷速约为27. 2℃/s,大于马氏体转变临界冷却速度27℃/s,表明单均风板气体射流控冷结构可用于薄钢板气体射流淬火工艺。

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【部分图文】：

图1气体射流控冷结构模型

气体射流控冷设备主要针对厚度小于5mm的矩形薄钢板进行冷却，如图1所示。若干个矩阵排布的射流喷嘴采用上下对称结构设计，实现对矩形薄钢板上下两侧同时冷却。同时，为实现矩形钢板的均匀冷却，在均风箱中增加均风板(开孔率0.35)。本文主要研究了3种气体射流控冷结构对矩形板附近流场均匀....

图2模拟辅助平面(a)、线(b)、点(c)位置分布

图4为不同气体射流控冷结构Plane1截面上距离钢板表面1mm处的风速变化曲线。使用双均风板导致钢板表面风速整体下降。在钢板两侧位置风速大于中心部分风速，这是由于在冷却过程中，中心位置喷口射流至钢板表面后，在周围竖直方向射流作用下热空气难以流出，中心区域成为钢板表面流场中的高压....

图3气体射流控冷结构Plane1处风速流场

图2模拟辅助平面(a)、线(b)、点(c)位置分布图4Plane1截面距钢板表面1mm处风速变化曲线

图4Plane1截面距钢板表面1mm处风速变化曲线

图3气体射流控冷结构Plane1处风速流场统计不同模型近钢板表面各辅助线上风速最大值、最小值与平均值，数据见表2。其中由于风速差异，钢板两端5mm内的风速数据不计入统计。

本文编号：3897688