論帶鋼軋制后連續(xù)退火過程中溫度場的計算機模擬-閱讀頁
2025-07-10 01:09本頁面
【正文】 單元中各節(jié)點上的近似值?？捎糜邢薜姆匠探Y(jié)合不同的初始條件、邊界條件及幾何條件等求解多種復(fù)雜的現(xiàn)實問題。用實驗法獲得過程基本數(shù)據(jù)，數(shù)值模擬時可得到不同條件下的直觀而真實的溫度場模型，再用實驗得到的數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行驗證。4連續(xù)退火過程中溫度場的模擬數(shù)學(xué)模型為式32，邊界條件為式36，要得到其溫度分布，主要是要確定鋼坯表面的熱流密度，以此作為求解導(dǎo)熱方程的邊界條件。文獻(xiàn)[8]介紹了一種帶鋼輻射加熱過程的簡化計算方法——假象面等效黑度法。認(rèn)為假想面具有與輻射管表面相同的溫度，通過轉(zhuǎn)換將輻射管與帶鋼之間的輻射熱交換，轉(zhuǎn)化成了具有溫度、表面黑度為的假想面與帶鋼之間的熱交換，將復(fù)雜的幾何形狀變換成了容易計算的平板形狀。 (式310)式中：：面對面的凈輻射熱流；，分別為面A，面B的面積；，分別為面A，面B的熱力學(xué)溫度；，分別為面A，面B的黑度；，分別為面A對面B的輻射傳遞系數(shù)，面B對面A的輻射傳遞系數(shù)，；為斯蒂芬波爾茲曼常數(shù)。厚度為b的帶鋼以速度通過長度為L輻射管加熱段，如果輻射源的溫度為Tp，帶鋼入口溫度Tsi，則經(jīng)過爐子加熱后出口溫度為Tso。所以分兩種情況來進(jìn)行系統(tǒng)黑度的計算。將爐子分成n個區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)黑度和輻射源的溫度根據(jù)該區(qū)域的輻射換熱系統(tǒng)組成和輻射管平均溫度計算。對于輻射管退火爐，可將1/2高度的通道作為一個計算區(qū)域()。連退爐加熱段采用的是改進(jìn)的W型輻射管，該輻射管在長度方向上的溫度偏差在50℃以內(nèi)，加熱速度一般為7～60℃/s。 (式313) (式314)關(guān)于冷卻段傳熱過程的研究，主要在于解決對流換熱系數(shù)的計算，作為邊界條件對溫度場（式32）進(jìn)行模擬運算。無論何種形式的對流換熱，單位時間內(nèi)，單位面積上所交換的熱量均采用牛頓冷卻公式來計算： (式315)其中：：物體表面溫度差；：物體參與換熱的表面積；：對流換熱系數(shù)，它表示換熱的強度，在數(shù)值上等于流體與換熱表面間溫度相差1K時，在單位時間單位面積所傳遞的熱量。牛頓冷卻公式并沒有揭示出對流換熱系數(shù)的實質(zhì)，而僅僅給出了換熱系數(shù)的定義，將影響對流換熱的全部因素都集中到對流換熱系數(shù)中去了?？炖涠蝺?nèi)傳熱過程是爐氣被循環(huán)風(fēng)機吸出通過水冷卻器冷卻后，進(jìn)入爐內(nèi)的噴流器中，通過噴流器上的許多小孔以高速噴出，對帶鋼直接進(jìn)行噴流冷卻，冷卻效率較高。影響換熱系數(shù)的因素主要有導(dǎo)熱系數(shù)、噴嘴形狀、噴嘴間距、噴嘴與帶鋼表面之間的距離、氣流噴出速度等。也可以通過實驗方法并利用傳熱反問題的分析方法獲得對流換熱系數(shù)的值，以實驗為基礎(chǔ)的傳熱反問題方法。所謂溫度場反算法就是相當(dāng)于一般溫度場計算的逆運算。而溫度場反算法的計算過程則與之剛好相反，是在已知各時刻的鋼板溫度分布和相應(yīng)的邊界條件后，去計算出換熱系數(shù)[12]。這種方法淺顯易懂，能滿足一般的精度要求，被廣泛采
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