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第10期 张少军等：四支管钢板控冷结构喷嘴管出口流量均匀性 ,1157 表3不同支管直径下支管附近和正对着的喷嘴管流量及其偏差率 (4)支管正对着的喷嘴管的出口流量随支管直 Table 3 Flux and deviation ratio values of nozzle pipes near and under 径的增大而减小，而支管附近两侧的喷嘴管的出口 branch pipes under different branch pipe diameters 流量随支管直径的增大而增大，支管直径越大，支 支管直径/mm 参量 管附近的喷嘴管和其正对着的喷嘴管流量偏差率越 80 100 147 小，各喷嘴管出口流量越均匀 10号喷嘴管的质量流量/(kgs) 0.4340.4510.463 12号喷嘴管的质量流量/(kgs) 0.5360.504 0.481 (5)入口管进水流速越小，各喷嘴管出口流量 10号和12号喷嘴管的流量偏差率/%18.87810.6063.598 越均匀， 26号喷嘴管的出口流量/(kgs) 0.4480.4560.466 参考文献 28号喷嘴管的出口流量/(kgs) 0.5120.4890.476 26号和28号喷嘴管的流量偏差率/%12.6756.7582.147 [1]Wang Y M.Li M Y.Wei G.Controlled Rolling and Controlled Cooling of Steel.Beijing:Metallurgical Industry Press.1993 2,4入口管进水流速对各喷嘴管出口流量的影响 (王有铭，李曼云，韦光。钢材的控制轧制和控制冷却.北京： 在其他参数都不变的情况下，改变入口管的进 治金工业出版社，1993) [2]Liu F.Controlled-cooling simulation system.Cent Iron Steel Res 水流速，模拟计算得各喷嘴管出口流量情况如图5 Inst Tech Bull.1987.7(1):13 所示，从图中可以看出：入口管的进水流速越小，各 (刘峰.控制冷却模拟装置.钢铁研究总院学报，1987,7(1)： 喷嘴管出口流量越小.随着入口管进水流速的减 13) 小，各喷嘴管出口流量曲线变得越来越平坦：即入口 [3]Zhang H Y.Wang X L.Feng J H.et al.Application of controlled- 管进水流速越小，各喷嘴管出口流量越均匀，当 cooling technology in medium plate production.J Iron Steel Res. 2004,16(2):67 vo=0.1ms1时，各喷嘴管出口流量几乎接近相 (张辉宜，王小林，冯建晖，等.控制冷却技术在中板生产中的 等.由此可见，控冷设备采用这种四支管结构时，在 应用，钢铁研究学报，2004,16(2)：67) 满足喷嘴射流速度以及冲击压力的情况下，应尽量 [A]Controlled Rolling and Controlled Cooling-Improved Rolling 减小入口管进水流速，以使各喷嘴管出口流量尽量 Technical Development of Materials.LiFT.Chen K.Translat- 均匀， ed.Beijing:Metallurgical Industry Press,2002 (小指军夫，控制轧制·控制冷却一改善材质的轧制技术发 0.9 展.李伏桃，陈岿译.北京：冶金工业出版社，2002) 0.8 0.7 [5]Zhu Q J.Zhao Y Z.Li M W.Flow Numerical simulation and pa- 0.6 0.5 rameters optimization of the header pipe of non-restrained medium 0.4 steel plate quencher.Metall Equip.2001(5):35 0.3 0.2 (朱启建，赵永忠，李谋渭.中厚板淬火机集管流场的数值模拟 0.1t 与参数优化设计.冶金设备，2001(5)：35) 0 [6]Zhu Q J,Li M W,Jin Y C,et al.Design technologies of multi- 喷嘴管号 +。0.01ms 0.5ms1 stage damping header for uniform distribution of water spraying -*-2 m-s- 6=3ms1 intensity.J Univ Sci Technol Beijing.2003.25(5):469 (朱启建，李谋渭，金永春，等.基于喷水强度均匀分布的多级 图5不同入口管进水流速下喷嘴管出口流量曲线 阻尼集管设计.北京科技大学学报，2003,25(5)：469) Fig.5 Flux curves at the nozzle pipe outlet under different velocities [7]Han B.SiL Y.Liu X H.et al.Flow field simulation in heater pipe at the inlet pipe inlet of laminar cooling system for hot rolling and theoretical calculation of impact pressure.JIron Steel Res.2004.16(5):42 3结论 (韩斌，司良英，刘相华，等，热轧层流冷却集管中流场有限元模 拟及冲击压力的理论计算.钢铁研究学报，2004,16(5)：42) (1)对于控冷设备的这种四支管结构，在支管 [8]Qian Z S.Control of factors affecting homogeneous cooling of 正对着的喷嘴管处出现流量的极大值，在支管附近 plate furing controlled cooling-Wide Heavy Plate.2000,6(1):1 两侧的喷嘴管出现流量的极小值 (钱振声.控制冷却过程中影响钢板均匀冷却的因素及其控 (2)支管正对着的喷嘴管的出口流量随喷嘴管 制，宽厚板.2000,6(1)：1) 直径的增大而增大，支管附近两侧的喷嘴管的出口 [9]Wang FJ.Computational Fluid Dynamics:CFD Software Princi- 流量随喷嘴管直径的增大而减小.喷嘴管直径越 ple and Application.Beijing:Tsinghua University Press.2004 (王福军.计算流体动力学分析：CFD软件原理与应用.北京： 小，支管附近的喷嘴管和其正对着的喷嘴管的流量 清华大学出版社，2004) 偏差率越小，各喷嘴管出口流量越均匀 [10]Zhang YY.Fluid Mechanics.Beijing:Higher Education (3)喷嘴管高度在一定范围(25~105mm)内， Pre5s,2002 对各喷嘴管出口流量影响极小， (张也影.流体力学.北京：高等教育出版社，2002)表3 不同支管直径下支管附近和正对着的喷嘴管流量及其偏差率 Table3 Flux and deviation ratio values of nozzle pipes near and under branch pipes under different branch pipe diameters 参量 支管直径／mm 80 100 147 10号喷嘴管的质量流量／（kg·s —1） 0∙434 0∙451 0∙463 12号喷嘴管的质量流量／（kg·s —1） 0∙536 0∙504 0∙481 10号和12号喷嘴管的流量偏差率／％ 18∙878 10∙606 3∙598 26号喷嘴管的出口流量／（kg·s —1） 0∙448 0∙456 0∙466 28号喷嘴管的出口流量／（kg·s —1） 0∙512 0∙489 0∙476 26号和28号喷嘴管的流量偏差率／％ 12∙675 6∙758 2∙147 2∙4 入口管进水流速对各喷嘴管出口流量的影响 在其他参数都不变的情况下改变入口管的进 水流速模拟计算得各喷嘴管出口流量情况如图5 所示．从图中可以看出：入口管的进水流速越小各 喷嘴管出口流量越小．随着入口管进水流速的减 小各喷嘴管出口流量曲线变得越来越平坦；即入口 管进水流速越小各喷嘴管出口流量越均匀．当 v0＝0∙1m·s —1时各喷嘴管出口流量几乎接近相 等．由此可见控冷设备采用这种四支管结构时在 满足喷嘴射流速度以及冲击压力的情况下应尽量 减小入口管进水流速以使各喷嘴管出口流量尽量 均匀． 图5 不同入口管进水流速下喷嘴管出口流量曲线 Fig．5 Flux curves at the nozzle pipe outlet under different velocities at the inlet pipe inlet 3 结论 （1） 对于控冷设备的这种四支管结构在支管 正对着的喷嘴管处出现流量的极大值在支管附近 两侧的喷嘴管出现流量的极小值． （2） 支管正对着的喷嘴管的出口流量随喷嘴管 直径的增大而增大支管附近两侧的喷嘴管的出口 流量随喷嘴管直径的增大而减小．喷嘴管直径越 小支管附近的喷嘴管和其正对着的喷嘴管的流量 偏差率越小各喷嘴管出口流量越均匀． （3） 喷嘴管高度在一定范围（25～105mm）内 对各喷嘴管出口流量影响极小． （4） 支管正对着的喷嘴管的出口流量随支管直 径的增大而减小而支管附近两侧的喷嘴管的出口 流量随支管直径的增大而增大．支管直径越大支 管附近的喷嘴管和其正对着的喷嘴管流量偏差率越 小各喷嘴管出口流量越均匀． （5） 入口管进水流速越小各喷嘴管出口流量 越均匀． 参 考 文 献 ［1］ Wang Y MLi M YWei G．Controlled Rolling and Controlled Cooling of Steel．Beijing：Metallurgical Industry Press1993 （王有铭李曼云韦光．钢材的控制轧制和控制冷却．北京： 冶金工业出版社1993） ［2］ Liu F．Controlled-cooling simulation system．Cent Iron Steel Res Inst Tech Bull19877（1）：13 （刘峰．控制冷却模拟装置．钢铁研究总院学报19877（1）： 13） ［3］ Zhang H YWang X LFeng J Het al．Application of controlledcooling technology in medium plate production．J Iron Steel Res 200416（2）：67 （张辉宜王小林冯建晖等．控制冷却技术在中板生产中的 应用．钢铁研究学报200416（2）：67） ［4］ Controlled Rolling and Controlled Cooling — Imp roved Rolling Technical Development of Materials．Li F TChen KTranslated．Beijing：Metallurgical Industry Press2002 （小指军夫．控制轧制·控制冷却———改善材质的轧制技术发 展．李伏桃陈岿译．北京：冶金工业出版社2002） ［5］ Zhu Q JZhao Y ZLi M W．Flow Numerical simulation and parameters optimization of the 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