論帶鋼軋制后連續(xù)退火過程中溫度場的計算機模擬(完整版)
【正文】 2010年6月24 日目 錄1 有限元模擬簡介有限元法(Finite Element Method，簡寫為FEM)是求解微分方程的一種非常有效的數(shù)值計算方法，用這種方法進行數(shù)值模擬受到越來越多的重視。在用單元把求解區(qū)域離散化方面，存在一個自由度數(shù)量的選取問題，自由度選得太少，近似解的誤差大，有時結果根本沒有應用價值；自由度取得多，解的近似程度相應增大，但會導致求解方程的規(guī)模增大，以至于計算機無法勝任，所以有限元的發(fā)展、完善和應用與計算機技術的發(fā)展密切相關。為進一步提高計算精度和分析效率，Marc軟件提供了多種功能強大的加載步長自適應控制技術，可自動確定分析加載步長。使用時，用戶可按照Fortran編程規(guī)則，根據需要填充子程序模板文件[6]。（2） 第二類指給定物體表面上的熱流密度的分布隨時間的變化，所謂熱流密度就是指單位面積的熱流量，用公式表示為： (式36)或 (式37)式中，為已知熱流密度(常數(shù))，為已知熱流密度函數(shù)。（2） 圖解法：可用于求解穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)導熱問題。缺點是受實驗條件和經費的限制。而解析法和圖解法可用于求解溫度場的前期估算。 輻射傳遞示意圖在假想面的基礎上，應用有效灰平面法并建立數(shù)學模型。 連續(xù)輻射管爐區(qū)域法示意圖帶鋼在加熱段主要通過帶鋼與輻射管之間的輻射換熱來升溫。研究對流換熱系數(shù)的基本目的就在于從牛頓冷卻公式出發(fā)，用理論分析或實驗的方法來具體研究各種情況下計算對流換熱系數(shù)的公式。一般溫度場的計算是當給定了初始溫度分布、相應邊界條件后去計算出鋼板上各點任一時刻的溫度。其具體計算過程是：在已知條件下，給出一個對流換熱系數(shù)，計算出相應的溫度分布，與實測的溫度分布對比，根據其差別，對換熱系數(shù)做相應調整，再重新計算，如此反復，直至計算出溫度分布與實測值在誤差范圍內吻合為止?？炖涠螤t溫在200℃左右，屬于低溫爐，帶鋼在該段內的溫降主要通過爐氣與帶鋼之間的對流傳熱，對流傳熱系數(shù)的大小對帶鋼冷卻效果影響很大，實際生產中主要通過改變該參數(shù)滿足工藝要求。帶鋼輻射加熱模型可根據上述方法來進行簡化，輻射換熱系數(shù)可以根據公式(313)來近似確定，輻射換熱系數(shù)與熱流密度q可以通過公式(314)來相互轉換，模擬過程中根據模擬結果再對換熱系數(shù)進行修正。為便于研究問題，突出本質，作出一系列假設，忽略對流換熱等，列出輻射管加熱的能量方程： (式311)并推導出模型的解析式： (式312)式中：：帶鋼密度；：帶鋼平均比熱容；：帶鋼溫度；：帶鋼與輻射源組成的輻射換熱系統(tǒng)的系統(tǒng)黑度；：無量綱帶鋼溫度，；：函數(shù)， 輻射管爐內傳熱的數(shù)學模型由于在爐子入口和出口，帶鋼除受到輻射管的輻射外，
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