付天亮等：特厚钢板阵列射流淬火的表面换热 ·1345· 4.0 4.0m (a) MHF(Z/Z./Z): (b) MHF(Z/Z/Z): 35 P。>P>P>P>Ps=P 35 P=P>P>P>P=P MHFiZP>P>P: MHF(ZEP >P>P 3.0 3.0 ·活读 25 2.0 20 15 人 100℃ 吨70℃ 1.0 1.0 05 MHF(Z. MHF(ZZ/Z) 0.5 MHF(Z MHF(Z/Z/Z) 0 100200300400500600700800 0100200300400500600700800 壁面过热度℃ 壁面过热度℃ 4.0r (c) MHF(Z/Z/Z): 3.5 p =P>P>P>P=P MHF(Z:P>P>P 3.0 25 2.0 $0℃ 1.0 MHF(Z) MHF(Z,/Z/Z) 0100200300400500600700800 壁面过热度℃ 图7钢板表面换热曲线.(a)实验Ⅱ；(b)实验Ⅲ；(c)实验N Fig.7 Plate surface heat transfer curves:(a)testⅡ；(b)testⅢ：(c）test IV 试条件由实验Ⅲ变化至实验Ⅳ时，热流密度曲线并未 4.0 MHF线 因，P.等测试参数的增加而显著变化.这表明，继续 实验NT实验Ⅱ 实验I 3.5 ▲实验Ⅱ 增大书，P,等测试值对钢板表面换热机制及换热区分 滞止区 实验Ⅲ ·实验Ⅲ ■实验V 布影响很小，钢板表面接近换热能力极限 3.0 ▲Karwa等I 分析热流密度曲线变化趋势时发现，△T由A点 平行流区 2.5 (ZZ,/Z） 降至MHF对应点过程中，并未观察到典型沸腾曲线遵 循的换热过程，而是随△T减小，热流密度缓慢增加. 2.0 这与射流冲击过程中，壁面过热度较高导致钢板表面 =30℃ 广实验1 生成气泡，气泡数量随表面温度降低而增加有关 1✉70℃ 1.0 Li)]推测核态沸腾换热也存在相似的行为，而Hernan- =100℃ dez-Avila「]则认为观察到的热流密度增加是过渡沸腾 00 250300350400450500550600 换热的典型特征，本文更倾向于后者.△T由MHF对 壁面过热度℃ 应点降至B点过程中，热流密度减小明显，Gradeck 图8射流滞止区和平行流区MHF分布规律 等[8)]认为这是核态沸腾换热的典型特征.△T由B点 Fig.8 MHF distribution regularities in stagnation and parallel flow 降至C点过程中，热流密度先减小后增加，对应着热 zones 边界层的建立和破坏，可以推断该过程为沸腾换热结 化（实验Ⅱ→实验N)而改变；而平行流区(P,、P、P,、 束过程.△T降至C点以下，热流密度与△T基本呈 P。、P。、P。测温点)沸腾曲线达到MHF对应的△T随 线性关系，这是强制对流换热出现的标志 书，P,等测试参数增大（实验Ⅱ→实验V)而减小.Ha 进一步分析发现，如图8，实验Ⅱ/实验Ⅲ/实验V 等[]采用圆孔喷嘴射流钢板表面，研究淬火过程换热 条件下，滞止区(P,、P。、P,测温点)沸腾曲线达到MHF 规律时也得出相似的结论.他们指出，MHF与△T对 对应的△T≈300℃，这一值不随：，P.等测试参数变 应关系与表面沸腾换热机制有关.淬火初期，钢板壁付天亮等: 特厚钢板阵列射流淬火的表面换热 图 7 钢板表面换热曲线 郾 (a) 实验域; (b) 实验芋; (c)实验郁 Fig. 7 Plate surface heat transfer curves: (a) test 域; (b) test 芋; (c) test 郁 试条件由实验芋变化至实验郁时,热流密度曲线并未 因 vJ、籽W等测试参数的增加而显著变化. 这表明,继续 增大 vJ、籽W等测试值对钢板表面换热机制及换热区分 布影响很小,钢板表面接近换热能力极限. 分析热流密度曲线变化趋势时发现,驻Tsat由 A 点 降至 MHF 对应点过程中,并未观察到典型沸腾曲线遵 循的换热过程,而是随 驻Tsat减小,热流密度缓慢增加. 这与射流冲击过程中,壁面过热度较高导致钢板表面 生成气泡,气泡数量随表面温度降低而增加有关. Li [17]推测核态沸腾换热也存在相似的行为,而 Hernan鄄 dez鄄Avila [18]则认为观察到的热流密度增加是过渡沸腾 换热的典型特征,本文更倾向于后者. 驻Tsat由 MHF 对 应点降至 B 点过程中,热流密度减小明显,Gradeck 等[8]认为这是核态沸腾换热的典型特征. 驻Tsat由 B 点 降至 C 点过程中,热流密度先减小后增加,对应着热 边界层的建立和破坏,可以推断该过程为沸腾换热结 束过程. 驻Tsat降至 C 点以下,热流密度与 驻Tsat基本呈 线性关系,这是强制对流换热出现的标志. 进一步分析发现,如图 8,实验域/ 实验芋/ 实验郁 条件下,滞止区(P7 、P9 、P2测温点)沸腾曲线达到 MHF 对应的 驻Tsat抑300 益 ,这一值不随 vJ、籽W等测试参数变 图 8 射流滞止区和平行流区 MHF 分布规律 Fig. 8 MHF distribution regularities in stagnation and parallel flow zones 化(实验域寅实验郁)而改变;而平行流区(P3 、P4 、P5 、 P6 、P8 、P10测温点)沸腾曲线达到 MHF 对应的 驻Tsat随 vJ、籽W等测试参数增大(实验域寅实验郁)而减小. Hall 等[19]采用圆孔喷嘴射流钢板表面,研究淬火过程换热 规律时也得出相似的结论. 他们指出,MHF 与 驻Tsat对 应关系与表面沸腾换热机制有关. 淬火初期,钢板壁 ·1345·