Sản phẩm thép đã được sử dụng rộng rãi ở khắp mọi nơi trong cuộc sống của chúng tôi, và chất lượng của các sản phẩm thép cũng sẽ xác định chất lượng cuộc sống của chúng tôi. Các ứng dụng thép chính bao gồm đầu tư dải, tấm mill, và nhà máy làm mát [Ruddle và Crawlay (1987)]; Tôi extrusions, rèn và liên tục đúc [Chevier, et al. (1981)]; và làm mát của cuộn trong kim loại cán [Tseng và Gunderia (1989)]. Ví dụ, làm mát nhanh là một trong những mục tiêu chính trong sản xuất thép, bởi vì nó chứng tỏ tính chất cơ học của sản phẩm cuối cùng bằng cách cung cấp mong muốn thay đổi cấu trúc. Ngoài ra, tối ưu sức mạnh và độ dẻo dai thuộc tính của thép cán nóng, có thể đạt được bằng cách tinh chỉnh kích thước hạt ferrite và các điều kiện nhanh chóng thông qua tăng tốc làm mát lúc khoảng 15 K/s từ nhiệt độ ban đầu. Một tham số quá trình quan trọng được sử dụng để kiểm soát sức mạnh và độ dẻo dai là kết thúc làm mát nhiệt độ. Để có được các tính chất thép tốt, làm mát nhanh chấm dứt tại khoảng 500 ºC. Tăng tốc làm mát cũng mang lại một tương đương tương đối thấp cacbon để cho khả năng hàn thép được cải thiện.Để đạt được mong muốn tỷ lệ làm mát và kiểm soát nhiệt độ cho dải kim loại, một số phương pháp đã được phát triển (xem hình 1.1). Và hiệu quả làm mát (nhiệt tốc độ cắt bỏ một đơn vị khối lượng nước tiêu thụ) đã được so sánh bởi [Tacke, et al. (1986)]. Kết quả cho thấy rằng phẳng nước máy bay phản lực (chẳng hạn như thác nước và nước rèm) mà span toàn bộ dải là khoảng 50% hiệu quả hơn so với phun phun trong việc loại bỏ nhiệt từ một dải tại 900 ºC với một tốc độ đi du lịch của 10 m/s. Ngoài việc cung cấp cao nhất tỉ lệ làm mát, thác nước cũng cung cấp thêm đồng đều làm mát đối với nhiệt độ biến thể trên dải rộng [Kohring (1985)]. Tuy nhiên, gần đây nó thấy rằng phẳng nước máy bay phản lực (nước bức màn) có xu hướng trong mát các tấm thép và tỷ lệ làm mát là khó kiểm soát. Mặc dù phun làm mát cũng được sử dụng rộng rãi làm mát đúc liên tục và dải kim loại trên một bảng Run-Out, tùy chọn này cho phép hạn chế space của nó. Sơ đồ hình 1.1 làm mát hệ thống dọc theo một bảng runout để làm mát Dải thépQuá trình làm mát tầng ép bao gồm mảng của vòi phun và là cách ưa thích để làm mát nóng Dải thép được sử dụng ở nhiều nóng dải mills vào ngày hôm nay. Mục tiêu chính của nghiên cứu này là để nghiên cứu và tìm hiểu một khả thi và hiệu quả có nghĩa là để cải thiện hiệu quả làm mát của quá trình làm mát bằng nước impingement. Nhiều công việc đã được thực hiện để ghi lại và phân tích sự phân bố nhiệt độ trong vòng một tấm thép nóng và sự đa dạng thông lượng nhiệt trong quá trình làm mát trong luận án này. Để đạt được các mục tiêu này, một số phương pháp phân tích được sử dụng kết hợp với số lượng lớn các dữ liệu thử nghiệm của nước máy bay phản lực impingement dưới điều kiện thử nghiệm khác nhau, bao gồm đa dạng nước máy bay phản lực nhân vật và điều kiện tấm, vv. Bằng cách tính toán và phân tích dữ liệu thử nghiệm thu được, nó đã có thể kết luận kết quả đáng tin cậy để có được một phương pháp tối ưu để nâng cao hiệu quả chuyển nhiệt để làm mát nước máy bay phản lực impingement.1.2 tổng quan về các nghiên cứu nàyĐể có được phương pháp tối ưu của nhận được hiệu quả cao hơn chuyển nhiệt trong nước máy bay phản lực impingement làm mát, tất cả công việc thử nghiệm, mà là để có được dữ liệu thử nghiệm được sử dụng để tính toán và phân tích hiệu quả truyền nhiệt, được thực hiện trên một giàn khoan thử nghiệm được mô phỏng thực tế ngành công nghiệp sử dụng chạy ra bảng.Các cơ sở thử nghiệm bao gồm một giàn khoan thử nghiệm, một lò công nghiệp và kiểm soát nhiệt độ và dữ liệu có được hệ thống. Thử nghiệm thép tấm trước hết được nung nóng trong lò, và sau đó được chuyển ra khỏi khi nhiệt độ tấm đến một giá trị theo quy định. Nó ngay lập tức được đưa vào một giường thử nghiệm trong vòng các giàn khoan thử nghiệm với một vị trí cụ thể, và sau đó các vòi phun nước được bật và máy bay phản lực nước đúng impinged điểm trung tâm của mảng. Cặp nhiệt điện được nhúng 1 mm dưới bề mặt hàng đầu của tấm nóng để có được dữ liệu nhiệt độ phân phối. Chương trình được viết để kiểm soát quá trình kiểm tra toàn bộ và thu thập dữ liệu nhiệt độ đã được lưu trong tập tin .txt. Bước đầu tiên, tính khả thi của nghiên cứu này được nghiên cứu và xác định từ phân tích lý thuyết và thực tế sau khi một rất nhiều cuộc điều tra có thể liên quan đến nghiên cứu này đã được hoàn thành, và một đề án nghiên cứu hợp lý và quá trình nghiên cứu này đã được đưa.Loại K độ đã được lựa chọn dựa trên sự cần thiết của nghiên cứu này và cài đặt các tấm thử nghiệm được thiết kế là tốt cho các thí nghiệm chuyển giao nhiệt. Ngoài ra, một hệ thống máy tính dữ liệu thực nghiệm acquirement và kiểm soát nhiệt độ làm việc ra.Đa dạng các yếu tố công nghiệp ảnh hưởng đến tỷ lệ trao đổi nhiệt được coi là trong các nghiên cứu này bao gồm khoảng cách nước máy bay phản lực impinging vận tốc, ban đầu tấm nhiệt độ, nước vòi phun đường kính, làm mát phụ, vòi phun bề mặt. Đặc điểm chuyển giao nhiệt của impingement tia nước làm mát có thể được thực hiện rõ ràng sau khi truyền nhiệt thí nghiệm với điều kiện thử nghiệm khác nhau.Ngoài ra, để kiểm tra và làm chứng quá trình chuyển giao nhiệt bằng máy bay phản lực nước làm mát, một dòng chảy trực quan nghiên cứu của một máy ảnh tốc độ cao cũng đã tham gia vào nghiên cứu này. Mục đích của nó là trực quan quan sát toàn bộ quá trình làm mát bằng cách phân tích các hình ảnh số hóa của trao đổi nhiệt. Bởi nghiên cứu này, nó sẽ có thể để đo đường kính thực tế của máy bay phản lực nước và đường kính bị tích (định nghĩa của "lên khu vực" đề cập chương 6, 6.4.3: đường kính lên khu vực) trên bề mặt nóng.1.3 phạm vi của luận án này This thesis tries to obtain an effective method to improve the heat transfer efficiency of the cooling process by water jet impingement. To achieve this goal, a modified test rig was used to carry out all the heat transfer experiments needed in this study. All the acquired experimental data and plotted heat transfer curves were used to compare and obtain the rate of heat transfer under various tested conditions. The initial plate temperature, cooling water temperature and water jet impingement velocity are the mainly involved researched work in this study. The flow visualization study was used to observe the jet impingement cooling process and provide some insights into the flow field of the jets. Programs were written to calculate and plot the experimental data.1.4 The organization of this thesisThe first chapter presents a general introduction to this experimental study of water jet cooling and points out the objectives of this research work.The second chapter summaries the background of this study and the progresses of recent related research work carried out by the others. It is also discussed that the feasible methods for improving the efficiency of the cooling process.The characteristics of water jet impingement boiling are discussed in the third chapter. This chapter concerns the theory of jet impingement boiling heat transfer, which includes the expatiation of various jet boiling forms and the correlative affected factors. Previous research works are cited as well in this chapter.Chapter 4 deals with the experimental facilities and procedure. Type K thermocouples were employed to measure the temperatures distribution at the location 1 mm under the top of the plate surface, and the flow rate meter (headland turbine) was used to measure the flow rate of cooling water from the nozzle. An electronic panel was used to control the switch on/off of the water pump. The measurement of temperature distribution and the acquisition of experimental data were finished by the Labview software and DAQ board.Data analysis is discussed in the chapter 5. It deals with the initial conditions establishment, establishing the boundary conditions, constructing the finite difference (numerical) method and the calculation of heat flux.Chapter 6 deals with the flow visualization analysis about the cooling by water jet impingement. A high-speed camera was used to observe and record the whole cooling process. The digitized images were used to visually study its flow and thermal characteristics.Experimental results are discussed in the Chapter 7. By analysing the cooling rate and heat flux under varied conditions, the effects of water jet velocity and initial temperature on the heat transfer efficiency will be obtained.
đang được dịch, vui lòng đợi..
