2.1 IntroductionAs described in the

2.1 Introduction

As described in the chapter one, it is more necessary to require accurate temperature control processing for productions of steel and other metal alloys having desired mechanical and metallurgical properties. Therefore, the cooling of hot metals is a very important period in the dominant metal forming process. Figure 2.1 shows the whole process of hot steel strip mill line. The most main feature of cooling is that it can not only cool down the hot steel strip, but also obtain the desired mechanical properties by controlling the temperature process. Various cooling means have been applied in steel industries until now. As only water jet impingement is mainly considered throughout this thesis, therefore it will be mainly discussed that the cooling methods and the rate of heat transfer related to water jet impingement cooling.












Figure 2.1 Hot steel strip mill line




In addition, as a support to verify the heat transfer characteristics, the flow visualization analysis of heat transfer is also focused in this study. Correlative research background and the theory of water jet impingement are firstly and afterwards presented as the following sections.


2.2 Research background

Although the process of steel manufacturing has been known for several hundred years, it has only been the last 50 to 100 years that continuous casting and rapid cooling process has been available and utilized. These types of steel making processes have lead to greater variety of steels and associated metallic products. It not only produces different thickness of steel, but also manufactures various different grades of steel.



Steel is an alloy of Iron (Fe) and Carbon (C) that has different microstructure in various types of steel products. Historically, carbon used to be the most important chemical element for strengthening steel, but it has harmful effects on many technological properties such as weld ability and formability. Therefore, the application of carbon- strengthened steels is rather limited. To achieve the required combination of strength and toughness necessary for safety in construction, it is often needed to employ expensive heat treatments such as quenching and tempering.


It has been known that cooling is an invaluable part of steel manufacturing. Through the application of cooling, it is possible to isolate various combinations of microstructure and construct a quality steel product. It is also evident that cooling is a critical component in steel production.


The controlled water cooling process is no other than one of the industrial technology to achieve this aim. It is clear that a strong knowledge of steel microstructure constituents is essential if the controlled accelerated cooling process is to be effective applied. Hence, convective heat transfer coefficients (h) and heat flux (q'') are important control parameters in obtaining the desired steel properties through this process.


As a significant part during steel producing, the benefits of accelerated cooling process associated with both economics and environment however can be summarized into following three aspects:
1. The accelerated cooling process only requires cooling water for a very brief time period, that is, it is a rapid cooling process. The cooling water can also be used



circularly in the industrial cooling process. Therefore it offers great advantages in saving water resource.
2. As it is a rapid cooling process, the accelerated cooling process also gets another saving associated with power consumption. Considering the primary saving in water, in the long term, there is less need to account for the costs associated with energy resource acquisition, transformation and waste product disposal.
3. The accelerated cooling process can trap the required steel microstructure and strengthen the mixture at the base of adding the specific alloying ingredient such as copper, magnesium and zinc. Or it can be said that it is not necessary to add the specific alloying ingredient to strengthen the mixture. To get this goal, it is very important to control the cooling temperature and cooling rate in the steel cooling process.


From the previous discussion, it is evident that controlled accelerated cooling process is essentially the task of assisting and enhancing material/chemical process with a mechanical procedure. Undoubtedly this leads a number of difficulties, especially in relation to process condition to process monitoring and parameter control. To reach this aim, it is essentially necessary to apply the science of thermodynamics, fluid dynamics and heat transfer.


Various accelerated cooling methods have been developed to cool hot steel recently. Among them, the most suitable method should be chosen in due consideration of the cooling purpose as well as the cooling temperature range. As a quick summary, a description of the three main cooling processes along with their relative advantages has been provided below.



2.2.1 Spray cooling

Spray cooling is used extensively in high temperature, such as the steel industry. The understanding of the spray cooling mechanics is needed for better control of the cooling rate. Spray nozzles can be classified into several different categories depending on their method of operation. For hot steel cooling, hydraulic nozzle is typical selected.


This cooling system has a lower specific cooling capacity, and the top and bottom surfaces of the hot steel plate are not cooled uniformly. In addition, it is known that this cooling system is very sensitive to the nozzle blockages and requires a great deal of maintains.







Figure 2.2 Spay cooling



The typical trend of spraying cooing heat flux versus the heater surface temperature is shown in Figure 2.3. Stewart, et al. (1995) have made note about the spray cooling system. For high temperature applications, approximate relationships may be developed but these may need refining on the basis of laboratory or plant information. For



processes that cool from high temperatures, through Leidenfrost temperature to near water temperature, the specific nozzle should be tested. Heat removal calculation is not always accurate in these applications, and the precise relationship between heat transfer coefficient and surface temperature must be determined.








































Figure 2.3 Effect of liquid flow rate on heat transfer (Spray cooling) (Stewart, et al. (1995))


2.2.2 Water curtain cooling

This cooling system represents the regime with the highest specific cooling capacity. Unfortunately with this system, the top and bottom surface of the plate do not cool uniformly. In addition, this system requires a great amount of water to be effective.



It is seen from Figure 2.5 [Natsuo, et al. (1989)] that the position of the rapid drop in temperature as well as the shape of the cooling curves beyond the position is different from each other according to the depth from the impingement surface and the longitudinal distance from the water impingement.











Figure 2.4 Water curtain cooling

















































Figure 2.5 Numerical cooling curves (Water curtain cooling) of respective mesh points along the plate thickness direction for the case where Q=36.7 L/min and H=100 mm at the water impingement position (a), at the position apart 50mm from the impingement
(b) and at the position apart 100mm from the impingement (c). (Natsuo, et al. (1989))



2.2.3 Laminar jet cooling

The laminar jet cooling method (Figure 2.6) is an established technique for obtaining the high local heat transfer coefficient between the water and the hot steel plate. Therefore, this is applicable to the case where hot steel plates are required to be rapidly



cooled in a relatively short time. This cooing method has widely been introduced to cool hot sheet steels on a runout table.







Figure 2.6 Laminar jet cooling




The laminar jet cooling equipments installed on the runout table may be divided into the two different types. One is the conventional (or traditional) strip mill cooling system has a large number of headers and circular nozzles which are liable to blockage and therefore require a large maintenance effort. The other is the curtain wall cooling system that has recently been developed, which consists of a long header transverse to strip direction and a slit nozzle with a very large aspect ratio.


This particular cooling system allows cooling on both of the top and bottom of the hot plate. The advantage of this system is (1) high rolling speeds; (2) better heat transfer in the strip; (3) uniform heat transfer through top and bottom side of steel strip; (4) uniform heat dissipation across the entire steel strip width; (5) minimum steam generation, and (6) low maintenance costs.



In addition to these three main cooling processes, a number of other system including film cooling, air–vapour cooling and cross spray cooling, are employed by various steel mills around the global. In a strip mill, many different systems are often utilized along the length of the strip. This gives greater control over the steel quality and provide backup system if any one cooling process fails.


Following the brief review above, a simulated and modified laminar jet test rig was made with this research. The goal is to obtain an effective heat transfer scheme for improving cooling rates and temperature distributions during the hot steel cooling process. The results of this study will also provide an effective and economical base by which the steel industries could process steel production perfectly.


2.3 Water jet impingement theory

2.3.1 Why is accelerated cooling so important

Essentially accelerated steel cooling is a process by which hot steel is cooled to expected temperature distributions via rapid cool water impingement on the steel surface. In the last 20-30 years, the accelerated cooling h

Kết quả (Việt) 1:

2,1 giới thiệuNhư được diễn tả trong chương một, nó là cần thiết để yêu cầu kiểm soát nhiệt độ chính xác xử lý các sản xuất thép và các hợp kim kim loại có mong muốn tính chất cơ học và luyện kim. Do đó, làm mát kim loại bể là một giai đoạn rất quan trọng vào thống trị kim loại hình thành quá trình. 2.1 hình cho thấy toàn bộ quá trình nóng Dải thép mill dòng. Tính năng đặt chính của làm mát là nó có thể không chỉ mát xuống dải thép nóng, nhưng cũng có được mong muốn tính chất cơ học bằng cách kiểm soát quá trình nhiệt độ. Có nghĩa là làm mát khác nhau đã được áp dụng trong ngành công nghiệp thép cho đến bây giờ. Như chỉ nước máy bay phản lực impingement được coi chủ yếu trong luận án này, do đó nó sẽ được chủ yếu là thảo luận về các phương pháp làm mát và tỷ lệ trao đổi nhiệt liên quan đến nước máy bay phản lực impingement làm mát. 2.1 hình nóng Dải thép nhà máy đườngNgoài ra, như là một hỗ trợ để xác minh các đặc tính truyền nhiệt, dòng chảy trực quan phân tích truyền nhiệt cũng tập trung trong nghiên cứu này. Các nghiên cứu nền và lý thuyết của nước máy bay phản lực impingement được thứ nhất và sau đó trình bày như là những phần sau.2.2 nghiên cứu nềnMặc dù quá trình sản xuất thép đã được biết đến với một vài trăm năm, nó chỉ là 50-100 năm qua đó đúc liên tục và quá trình làm mát nhanh chóng đã được cung cấp và sử dụng. Các loại thép làm cho quá trình có dẫn đến đa dạng hơn thép và các sản phẩm kim loại liên kết. Nó không chỉ sản xuất các độ dày khác nhau của thép, nhưng cũng sản xuất các loại khác nhau của thép. Thép là một hợp kim của sắt (Fe) và Carbon (C) có microstructure khác nhau trong các loại sản phẩm thép. Trong lịch sử, carbon được sử dụng để là nguyên tố hóa học quan trọng nhất để tăng cường thép, nhưng nó có tác dụng có hại trên nhiều đặc tính kỹ thuật chẳng hạn như khả năng Hàn và formability. Do đó, việc áp dụng cacbon-tăng cường thép là khá hạn chế. Để đạt được sự kết hợp yêu cầu của sức mạnh và độ dẻo dai cần thiết cho sự an toàn trong xây dựng, nó thường cần thiết để sử dụng phương pháp điều trị nhiệt đắt tiền như tôi và tôi.Nó đã được biết rằng làm mát là một phần vô giá của sản xuất thép. Thông qua việc áp dụng làm mát, có thể cô lập các kết hợp khác nhau của microstructure và xây dựng một sản phẩm chất lượng thép. Nó cũng là điều hiển nhiên rằng làm mát là một thành phần quan trọng trong sản xuất thép.Kiểm soát nước làm mát quá trình là không có khác so với một trong những công nghệ công nghiệp để đạt được mục tiêu này. Nó là rõ ràng rằng một kiến thức mạnh mẽ của thép microstructure thành phần là điều cần thiết nếu các điều khiển tăng tốc làm mát quá trình là phải có hiệu lực áp dụng. Do đó, các nhiệt chuyển hệ số (h) và nhiệt thông (q'') là tham số quan trọng kiểm soát trong việc có được tài sản thép mong muốn thông qua quá trình này.Như là một phần quan trọng trong sản xuất thép, những lợi ích của tăng tốc quá trình làm mát liên quan đến kinh tế và môi trường Tuy nhiên có thể được tóm tắt vào ba khía cạnh sau đây:1. quá trình tăng tốc của làm mát chỉ yêu cầu nước làm mát cho một khoảng thời gian rất ngắn, có nghĩa là, nó là một quá trình làm mát nhanh chóng. Nước làm mát cũng có thể được sử dụng tròn trong công nghiệp làm mát quá trình. Do đó, nó cung cấp các lợi thế rất lớn trong tiết kiệm tài nguyên nước.2. vì nó là một quá trình làm mát nhanh chóng, tăng tốc quá trình làm mát cũng được tiết kiệm khác gắn liền với tiêu thụ điện năng. Xem xét việc tiết kiệm chính trong nước, trong dài hạn, đó là ít cần phải tài khoản cho các chi phí liên quan đến năng lượng tài nguyên sở hữu, chuyển đổi và sản phẩm chất thải, xử lý.3. quá trình tăng tốc của làm mát có thể bẫy thép microstructure yêu cầu và tăng cường hỗn hợp tại các cơ sở của việc thêm các thành phần tạo cụ thể chẳng hạn như đồng, kẽm và magiê. Hoặc nó có thể nói rằng nó không phải là cần thiết để thêm các thành phần tạo cụ thể để tăng cường hỗn hợp. Để có được mục tiêu này, nó là rất quan trọng để kiểm soát làm mát nhiệt độ và giá thép làm mát quá trình làm mát.Từ các cuộc thảo luận trước đó, nó là điều hiển nhiên rằng kiểm soát quá trình tăng tốc làm mát là về cơ bản nhiệm vụ hỗ trợ và tăng cường quá trình vật liệu hóa chất với một thủ tục cơ khí. Không nghi ngờ gì, điều này dẫn một số khó khăn, đặc biệt là liên quan đến điều kiện quá trình xử lý giám sát và kiểm soát tham số. Để đạt được mục tiêu này, nó là về cơ bản cần thiết để áp dụng khoa học của nhiệt động lực học, động lực học chất lỏng và trao đổi nhiệt.Phương pháp làm mát nhanh khác nhau đã được phát triển để mát mẻ nóng thép mới. Trong số đó, các phương pháp phù hợp nhất sẽ được chọn trong do xem xét mục đích làm mát cũng như phạm vi nhiệt độ làm mát. Như là một bản tóm tắt nhanh chóng, một mô tả về quá trình làm mát chính ba cùng với lợi thế tương đối của họ đã được cung cấp dưới đây. 2.2.1 phun làm mátPhun làm mát được sử dụng rộng rãi ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như ngành công nghiệp thép. Sự hiểu biết của phun làm mát cơ học là cần thiết cho các kiểm soát tốt hơn của các tỷ lệ làm mát. Đầu phun phun có thể được phân loại thành nhiều loại khác nhau tùy thuộc vào phương pháp của họ hoạt động. Để làm mát thép nóng, vòi thủy lực là điển hình được chọn.Hệ thống làm mát này có một khả năng cụ thể làm mát thấp hơn, và bề mặt trên và dưới cùng của tấm nóng không làm mát bằng thống nhất. Ngoài ra, nó được biết rằng hệ thống làm mát này là rất nhạy cảm với các tắc nghẽn ống hút và đòi hỏi một hợp đồng tuyệt vời của duy trì. Con số 2.2 Spay làm mátXu hướng tiêu biểu của phun cooing nhiệt thông so với nhiệt độ bề mặt nóng được thể hiện trong hình 2.3. Stewart, et al. (1995) đã thực hiện các lưu ý về phun làm mát hệ thống. Cho các ứng dụng nhiệt độ cao, khoảng mối quan hệ có thể được phát triển nhưng đây có thể cần tinh chỉnh trên cơ sở thông tin phòng thí nghiệm hoặc thực vật. Cho quy trình mà mát mẻ từ nhiệt độ cao, thông qua Leidenfrost nhiệt độ gần nhiệt độ nước, vòi phun cụ thể nên được kiểm tra. Nhiệt loại bỏ tính toán không phải luôn luôn chính xác trong các ứng dụng, và mối quan hệ chính xác giữa nhiệt chuyển hệ số và nhiệt độ bề mặt phải được xác định.Con số 2,3 tác động của tốc độ dòng chảy chất lỏng truyền nhiệt (làm mát phun) (Stewart, et al. (1995))2.2.2 nước rèm làm mátHệ thống làm mát này đại diện cho chế độ với khả năng làm mát cụ thể cao nhất. Thật không may với hệ thống này, bề mặt trên và dưới cùng của tấm không mát thống nhất. Ngoài ra, Hệ thống này đòi hỏi một số lượng lớn của nước có hiệu quả. Nó được nhìn thấy con số 2,5 [Natsuo, et al. (1989)] rằng vị trí của thả nhanh chóng ở nhiệt độ cũng như hình dạng của đường cong làm mát ngoài vị trí là khác nhau từ mỗi khác theo độ sâu từ bề mặt impingement và cách impingement nước, theo chiều dọc. Bức màn hình 2.4 nước làm mát Con số 2.5 số làm mát đường cong (rèm làm mát nước) tương ứng lưới điểm dọc theo tấm độ dày hướng cho các trường hợp nơi Q = 36.7 L/phút và H = 100 mm tại nước impingement vị trí (a), ở vị trí ngoài 50 mm từ impingement(b) và ở vị trí ngoài 100 mm từ impingement (c). (Natsuo, et al. (1989))2.2.3 máy bay phản lực tầng ép làm mátMáy bay phản lực tầng ép làm mát phương pháp (hình 2.6) là một kỹ thuật được thiết lập cho việc thu thập hệ số chuyển nhiệt địa phương giữa các nước và tấm nóng. Do đó, điều này được áp dụng cho trường hợp nóng thép tấm bắt buộc phải nhanh chóng làm mát bằng nước trong một thời gian tương đối ngắn. Phương pháp này cooing rộng rãi đã được giới thiệu để mát mẻ nóng tấm thép trên một bảng runout. Con số 2.6 tầng ép máy bay phản lực làm mátMáy bay phản lực tầng ép làm mát thiết bị được cài đặt trên runout bảng có thể được chia thành hai loại khác nhau. Một là thông thường (hoặc truyền thống) dải mill làm mát hệ thống có nhiều tiêu đề và vòi phun tròn mà chịu trách nhiệm để tắc nghẽn và do đó đòi hỏi một nỗ lực lớn bảo trì. Khác là bức tường rèm làm mát hệ thống mới được phát triển, bao gồm một ngang dài tiêu đề để dải hướng và một vòi phun khe với một tỷ lệ rất lớn.Hệ thống làm mát này đặc biệt cho phép làm mát trên cả hai phía trên và dưới cùng của tấm nóng. Ưu điểm của hệ thống này là (1) tốc độ cao lăn; (2) trao đổi nhiệt tốt hơn tại dải; (3) trao đổi nhiệt thống nhất thông qua bên trên và dưới cùng của Dải thép; (4) tản nhiệt thống nhất trên chiều rộng toàn bộ dải thép; (5) tối thiểu hơi kiểu thế hệ, và chi phí bảo trì thấp (6). Ngoài các quá trình làm mát ba chính, một số hệ thống khác bao gồm bộ phim làm mát, làm mát không khí-hơi và chéo phun làm mát, được sử dụng bởi các nhà máy thép xung quanh thành phố toàn cầu. Trong một nhà máy dải, nhiều hệ thống khác nhau thường được sử dụng suốt chiều dài của dải. Điều này cho phép kiểm soát lớn hơn chất lượng thép và cung cấp hệ thống dự phòng nếu bất kỳ quá trình làm mát một thất bại.Sau việc xem xét ngắn ở trên, một giàn khoan thử nghiệm máy bay phản lực tầng ép mô phỏng và sửa đổi đã được thực hiện với nghiên cứu này. Mục tiêu là để có được một chương trình chuyển giao nhiệt hiệu quả để cải thiện tỷ lệ làm mát và phân phối nhiệt độ trong thép nóng làm mát quá trình. Kết quả của nghiên cứu này cũng sẽ cung cấp một cơ sở hiệu quả và kinh tế mà các ngành công nghiệp thép có thể xử lý thép sản xuất một cách hoàn hảo.2.3 nước máy bay phản lực impingement lý thuyết2.3.1 tại sao tăng tốc làm mát rất quan trọngVề cơ bản làm mát thép tăng tốc là một quá trình mà theo đó nóng thép được làm lạnh để nhiệt độ dự kiến phân phối thông qua nước mát nhanh chóng impingement trên bề mặt thép. Trong 20-30 năm qua, h làm mát nhanh

Kết quả (Việt) 2:

2.1 Giới thiệu Như được mô tả trong chương một, nó là cần thiết hơn để yêu cầu xử lý kiểm soát nhiệt độ chính xác cho sản xuất thép và hợp kim kim loại khác có tính chất cơ học và luyện kim mong muốn. Do đó, hệ thống lạnh của kim loại nóng là một khoảng thời gian rất quan trọng trong kim loại chi phối quá trình hình thành. Hình 2.1 cho thấy toàn bộ quá trình của thép nóng dòng máy cán. Các tính năng chính của hầu hết làm mát là nó có thể không chỉ làm mát xuống dải thép nóng, nhưng cũng có được các tính chất cơ học mong muốn bằng cách kiểm soát quá trình nhiệt độ. Phương tiện làm mát khác nhau đã được áp dụng trong các ngành công nghiệp thép cho đến bây giờ. Như chỉ va chạm máy bay phản lực nước chủ yếu được xem xét trong suốt luận văn này, do đó nó sẽ được chủ yếu thảo luận các phương pháp làm mát và tỷ lệ truyền nhiệt liên quan đến làm mát va chạm tia nước. Hình 2.1 Hot thép dải dòng máy Ngoài ra, như hỗ trợ một để xác minh các đặc tính truyền nhiệt, các phân tích dòng chảy trực quan của truyền nhiệt cũng được tập trung vào nghiên cứu này. Nền nghiên cứu tương ứng và các lý thuyết về va chạm máy bay phản lực nước được trước hết và sau đó trình bày như là các phần sau. Nền 2.2 Nghiên cứu Mặc dù quá trình sản xuất thép đã được biết đến trong vài trăm năm, nó chỉ có được 50 đến 100 năm trước rằng đúc liên tục và quá trình làm lạnh nhanh đã có sẵn và sử dụng. Các quá trình thép làm đã dẫn đến đa dạng của các sản phẩm thép và kim loại kết hợp. Nó không chỉ tạo ra độ dày khác nhau của thép, nhưng cũng sản xuất các lớp khác nhau khác nhau của thép. Thép là một hợp kim của Sắt (Fe) và Carbon (C) có vi cấu trúc khác nhau trong các loại khác nhau của các sản phẩm thép. Trong lịch sử, carbon được sử dụng là nguyên tố hóa học quan trọng nhất cho việc củng cố bằng thép, nhưng nó có tác dụng có hại trên nhiều tính năng công nghệ như khả năng hàn và định hình. Vì vậy, các ứng dụng của thép tăng cường carbon là khá hạn chế. Để đạt được sự kết hợp yêu cầu của sức mạnh và độ dẻo dai cần thiết cho sự an toàn trong xây dựng, nó thường cần thiết để sử dụng phương pháp điều trị nhiệt đắt như dập tắt và ủ. Nó đã được biết rằng làm mát là một phần vô giá của sản xuất thép. Thông qua việc áp dụng làm mát, nó có thể cô lập các kết hợp khác nhau của vi cấu trúc và xây dựng một sản phẩm thép chất lượng. Nó cũng cho thấy, làm mát là một thành phần quan trọng trong sản xuất thép. Quá trình làm lạnh nước kiểm soát là không có khác hơn so với một trong những công nghệ công nghiệp để đạt được mục tiêu này. Rõ ràng là một sự hiểu biết mạnh mẽ của các thành phần vi cấu thép là điều cần thiết nếu quá trình làm mát tăng tốc kiểm soát được hiệu quả áp dụng. Do đó, hệ số truyền nhiệt đối lưu (h) và thông lượng nhiệt (q '') là các thông số kiểm soát quan trọng trong việc có được các tính chất thép mong muốn thông qua quá trình này. Là một phần quan trọng trong quá trình sản xuất thép, những lợi ích của quá trình làm mát tăng tốc kết hợp với cả kinh tế và môi trường tuy nhiên có thể được tóm tắt vào ba khía cạnh sau đây: 1. Quá trình làm lạnh cấp tốc chỉ đòi hỏi nước làm mát cho một khoảng thời gian rất ngắn gọn, đó là, nó là một quá trình làm lạnh nhanh. Nước làm mát cũng có thể được sử dụng theo vòng tròn trong quá trình làm mát công nghiệp. Do đó nó cung cấp những lợi thế lớn trong việc tiết kiệm tài nguyên nước. 2. Vì nó là một quá trình làm lạnh nhanh, quá trình làm mát nhanh cũng được tiết kiệm khác gắn liền với điện năng tiêu thụ. Xem xét các chính tiết kiệm trong nước, về lâu dài, có ít nhu cầu vào tài khoản cho các chi phí liên quan với việc mua lại tài nguyên năng lượng, chuyển đổi và xử lý chất thải. 3. Quá trình làm mát nhanh có thể bẫy vi cấu thép cần thiết và tăng cường hỗn hợp tại căn cứ của việc thêm các thành phần hợp kim cụ thể như đồng, magiê và kẽm. Hoặc có thể nói rằng nó không phải là cần thiết để thêm các thành phần hợp kim cụ thể để tăng cường hỗn hợp. Để có được mục tiêu này, nó là rất quan trọng để kiểm soát nhiệt độ làm mát và tốc độ làm mát trong quá trình làm mát bằng thép. Từ các cuộc thảo luận trước đó, rõ ràng là việc kiểm soát quá trình làm mát tăng tốc về cơ bản là nhiệm vụ của việc hỗ trợ và tăng cường chất liệu quá trình / hóa học với một thủ tục cơ khí. Chắc chắn điều này dẫn một số khó khăn, đặc biệt là liên quan để xử lý tình trạng xử lý giám sát và điều khiển thông số. Để đạt được mục tiêu này, về cơ bản nó là cần thiết để áp dụng khoa học về nhiệt động học, động lực học chất lỏng và truyền nhiệt. Phương pháp làm mát tăng tốc khác nhau đã được phát triển để nguội thép nóng gần đây. Trong số đó, các phương pháp thích hợp nhất nên được lựa cân nhắc đến các mục đích giải nhiệt cũng như phạm vi nhiệt độ làm mát. Như một bản tóm tắt nhanh chóng, một mô tả của ba quá trình làm mát chính cùng với lợi thế tương đối của họ đã được cung cấp dưới đây. 2.2.1 Xịt làm mát làm mát Spray được sử dụng rộng rãi ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như ngành công nghiệp thép. Những hiểu biết về cơ chế làm mát phun là cần thiết để kiểm soát tốt hơn về hiệu suất làm mát. Vòi phun có thể được phân loại thành các loại khác nhau tùy thuộc vào phương pháp hoạt động của mình. Để làm mát bằng thép nóng, vòi thủy lực là tiêu biểu được lựa chọn. Hệ thống làm mát này có khả năng làm mát thấp hơn cụ thể, và các bề mặt trên và dưới của tấm thép nóng được làm mát bằng không thống nhất. Ngoài ra, nó được biết rằng hệ thống làm mát này là rất nhạy cảm với sự tắc nghẽn vòi phun và đòi hỏi một lượng lớn duy trì. Hình 2.2 Spay làm mát Xu hướng tiêu biểu của thủ thỉ phun dòng nhiệt so với nhiệt độ bề mặt nóng được thể hiện trong hình 2.3. Stewart, et al. (1995) đã lưu ý về hệ thống làm mát phun. Đối với các ứng dụng nhiệt độ cao, các mối quan hệ gần đúng có thể được phát triển nhưng có thể cần tinh chế trên cơ sở phòng thí nghiệm hoặc nhà máy thông tin. Đối với quá trình nguội từ nhiệt độ cao, thông qua nhiệt độ Leidenfrost để nhiệt độ nước ở gần, các vòi phun cụ thể nên được kiểm tra. Tính toán loại bỏ nhiệt không phải là luôn luôn chính xác trong các ứng dụng, và các mối quan hệ chính xác giữa các hệ số truyền nhiệt và nhiệt độ bề mặt phải được xác định. Hình 2.3 Ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy chất lỏng trên truyền nhiệt (phun làm mát) (Stewart, et al. (1995)) 2.2.2 bức màn nước làm mát hệ thống làm mát này đại diện cho chế độ với khả năng làm mát cụ thể nhất. Thật không may với hệ thống này, các bề mặt trên và dưới của tấm làm mát không thống nhất. Ngoài ra, hệ thống này đòi hỏi một số tiền lớn của nước để đạt được hiệu quả. Nó được nhìn thấy từ hình 2.5 [Natsuo, et al. (1989)] rằng vị trí của sự sụt giảm nhanh chóng về nhiệt độ cũng như hình dạng của các đường cong làm mát ngoài vị trí là khác nhau từ mỗi khác tùy theo độ sâu từ bề mặt va chạm và khoảng cách theo chiều dọc từ va chạm nước. Hình 2.4 nước rèm làm mát Hình 2.5 Đường cong Numerical làm mát (làm mát bức màn nước) của các điểm lưới tương ứng theo hướng độ dày tấm cho các trường hợp Q = 36,7 L / min và H = 100 mm ở vị trí va chạm nước (a), tại vị trí cách nhau 50mm từ va chạm (b) và tại vị trí cách nhau 100mm từ va chạm (c). (Natsuo, et al. (1989)) 2.2.3 Laminar máy bay phản lực làm mát Phương pháp làm mát laminar máy bay phản lực (Hình 2.6) là một kỹ thuật được thành lập để đạt được hệ số truyền nhiệt cao địa phương giữa các nước và các tấm thép nóng. Vì vậy, điều này được áp dụng cho các trường hợp thép tấm nóng phải được nhanh chóng làm lạnh trong một thời gian tương đối ngắn. Phương pháp thủ thỉ này đã được giới thiệu rộng rãi để làm mát thép tấm nóng trên bàn runout. Hình 2.6 jet Laminar làm mát Các máy bay phản lực laminar thiết bị được cài đặt trên các bảng runout làm mát có thể được chia thành hai loại khác nhau. Một là hệ thống làm mát máy cán thông thường (hoặc truyền thống) có một số lượng lớn các phần đầu và vòi phun tròn trong đó phải chịu trách nhiệm đến tắc nghẽn và do đó đòi hỏi một nỗ lực bảo trì lớn. Cái khác là hệ thống làm mát tường rèm mà gần đây đã được phát triển, trong đó bao gồm một ngang đầu lâu để tước hướng và một vòi phun khe với một tỉ lệ rất lớn. Hệ thống làm mát đặc biệt này cho phép làm mát trên cả hai mặt trên và dưới của tấm nóng. Ưu điểm của hệ thống này là (1) tốc độ cao cán; (2) truyền nhiệt tốt hơn trong dải; (3) truyền nhiệt đồng nhất qua phía trên và dưới của dải thép; (4) tản nhiệt đồng đều trên toàn bộ chiều rộng dải thép; (5) sinh hơi tối thiểu, và (6) chi phí bảo trì thấp. Ngoài những ba quá trình làm mát chính, một số hệ thống khác bao gồm làm mát phim, làm mát không khí hơi và làm mát phun chéo, được tuyển dụng bởi các nhà máy thép khác nhau xung quanh toàn cầu. Trong một nhà máy cán, nhiều hệ thống khác nhau được sử dụng thường xuyên dọc theo chiều dài của dải. Điều này cho phép kiểm soát tốt hơn chất lượng thép và cung cấp hệ thống sao lưu nếu bất kỳ một quá trình làm mát không thành công. Sau khi xem xét ngắn gọn ở trên, một thử nghiệm thành lớp phản lực giàn mô phỏng và sửa đổi đã được thực hiện với nghiên cứu này. Mục đích là để có được một chương trình truyền nhiệt hiệu quả để cải thiện tốc độ làm mát và phân bố nhiệt độ trong quá trình làm mát bằng thép nóng. Các kết quả của nghiên cứu này cũng sẽ cung cấp một cơ sở hiệu quả và tiết kiệm mà các ngành công nghiệp thép có thể xử lý sản xuất thép hoàn hảo. 2.3 Nước thuyết va chạm máy bay phản lực 2.3.1 Tại sao tăng tốc làm mát rất quan trọng làm mát bằng thép cơ bản tăng tốc là một quá trình mà thép nóng làm lạnh đến nhiệt độ dự kiến phân phối thông qua sự tác động nước mát nhanh chóng trên bề mặt thép. Trong vòng 20-30 năm qua, sự tăng tốc h làm mát