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动态淬火过程的流-固耦合数值模拟

张俊鸽 , 张伟民 , 郝晓伟 , 马烨

材料热处理学报

借助流体动力学计算软件CFD2000,对介质不同流速下试样的淬火过程进行了流.固耦合数值模拟.将实测换热系数曲线数值化并线性插值,得到了不同温度、流速下的换热系数,并赋给流.固换热边界,从而实现流.固耦合计算,同时得到了淬火介质流场和试样温度场.数值模拟结果与实测结果的对比表明,用该数值方法来模拟淬火介质存在相变的复杂淬火过程是可行的,能够显示出淬火过程的蒸汽膜、沸腾换热、对流冷却三个阶段以及各自的特点.该方法可避免复杂气液两相流的计算,简化淬火过程流-固耦合计算.

关键词: 淬火 , 计算流体动力学 , 温度场 , 流场 , 耦合计算

圆管管翅式换热器肋侧换热系数的数值求解方法

苏梅 , 林志敏 , 王良璧

工程热物理学报

本文以空气和水为流动介质,在空气进口流速um=1—6m/s的范围内,在适体坐标系下,采用耦合数值计算的方法,对圆管管翅式换热器肋侧换热系数进行数值求解,并与实验值相比较。结果表明本文提出的采用换热器总传热系数K1求解得到的肋侧换热系数与实验值最为接近,从而验证了本文提出的数值方法的准确性和可靠性。

关键词: 圆管管翅式换热器 , 耦合计算 , 总传热系数 , 肋侧换热系数

精轧F7机架采用平辊实现自由程序轧制的研究

孔祥伟 , 徐建忠 , 王国栋 , 刘相华 , 巴利颖 , 何晓明 , 黄传清

钢铁

通过现场实验的方法证明了国内某钢厂2 050 mm热轧机组精轧F7工作辊由CVC改为平辊,(目的是实施自由程序轧制)单靠现有弯辊能力对板凸度控制的不足,并提出采用大凸度支承辊提高板凸度控制能力的方案.最后采用刚塑性有限元(R.P.FEM)与影响函数法相结合的耦合计算方法分析带钢和轧辊的变形,通过计算给出支承辊的最佳凸度范围.

关键词: 自由程序轧制 , 大凸度支承辊 , 平辊 , 刚塑性有限元 , 影响函数法 , 耦合计算

电渣重熔过程中焦耳热与温度场的有限元分析

单美龙 , 王芳 , 李宝宽 , 陈瑞 , 宋照伟

材料与冶金学报 doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2011.z1.024

建立了电渣重熔过程中的电磁场与温度场的耦合数学模型,利用商业软件ANSYS对包括电极、渣池和钢锭的一体化电渣重熔系统电磁场、焦耳热场和温度场进行有限元计算,并分析冷却水温对重熔系统温度的影响.结果表明:重熔系统中的焦耳热主要分布在渣池中,其最大值出现在渣池与电极端口接触处,即电流密度最大处;重熔系统的最高温度出现在电极的下部,在渣池的中部,并不是电流密度最大的区域;在重熔的铸锭底部,温度沿轴向的梯度较大;在铸锭的中上部分,温度沿轴向和径向的梯度相对都比较小;渣金界面的温度的分布相对较为均匀;在电极的底部出现一个温度相对较低的区域;冷却水温越低,电渣重熔系统的温度相对也会降低.

关键词: 电渣重熔 , 焦耳热分布 , 耦合计算 , 温度分布

雾化气体淬火过程耦合流场数值模拟及实验研究?

李自良 , 程赫明 , 王利 , 李建云 , 侯立军 , 侯杰

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.04.030

运用计算流体动力学(CFD)的方法在 FLUENT 平台上建立雾化气体淬火的三维非稳态模型,对介质不同速度工况下淬火过程中试件温度场、流体速度场、流体温度场和流体压力场进行了流固热耦合数值模拟,并将模拟结果与边界条件实验结果进行了对比分析。结果表明,同等工况下,介质进口速度越大,流体的速度也越大;同截面上200 m/s 速度工况下试件上下表面两区域的压力差值比100 m/s 速度工况下大;试件放在淬火区淬火80 s 后,200 m/s 速度工况下试件的最高温度为299.5℃,100 m/s 速度工况下试件的最高温度为336℃,由此得出淬火介质进口速度越大,淬火试件的温度下降越快,试件冷却速度越快,冷却效果越好。

关键词: 雾化气体淬火 , 计算流体动力学 , 流场 , 耦合计算

宝钢3号板坯连铸结晶器传热行为的模拟研究

王宇峰 , 张立峰 , 梅峰 , 阎朝红 , 阮晓明

钢铁

通过建立传热模型,研究了板坯结晶器的传热行为.模型的建立考虑到结晶器内湍流运动对过热度分布的影响,提出了耦合流场和温度场求解坯壳热流密度,并将其导入传热模型计算的方法.模型包括凝固坯壳,结晶器缝隙和铜板的传热,其中计算结晶器缝隙间热量传递过程中,综合考虑了振痕、固渣层、液渣层和气隙对传热的影响,并做了相应处理.模型能根据不同的生产工艺(不同断面形状和尺寸、拉速等),对凝固坯壳厚度,表面温度,结晶器铜板温度,冷却水温差,以及结晶器理想锥度等进行计算.结合宝钢3号连铸机结晶器生产数据,对模型进行了验证,所得计算结果符合实际测量值.

关键词: 连铸结晶器 , 传热 , 耦合计算

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