。642 北京科技大学学报 第31卷 时，应根据生产成本许可，尽量采取较经济的冷却措 Beijing Science and Technology Press 1990 施来降低水温；如果冷却措施成本过高，可采用其他 (马重芳，张玉明.顾维藻等.强化传热.北京：科学技术出版 社.1990) 措施加强换热，如升高水压或加大水流量等.通过 [3 Zhu QJ.Study on Cooling and Deformation Mechan ism of Steel 实际使用情况.较经济的水温为10~35℃. P late Non-restraint Pipe Flow Quenching System and Optimiza- 3结论 tion of Its Contol Model Dissertation.Beijing:University of Science and Technology Beijing.2002 (1)射流高度对表面换热系数的影响很小.虽 (朱启建。中厚板管流无约束淬火冷却与变形机理及其最优控 制模型研究学位论刘.北京：北京科技大学，2002) 然射流高度的增加可以提高射流换热系数，但高度 [4 Zhou D W,Ma C F.Numerical simulation of stagnation point 的增加又会使飞溅加大，减低了射流冷却效率.在 heat transfer with impinging submerged circular jcts.J Beijing 实际淬火时，缝隙射流速度较高，且下喷嘴是固定 Univ Technol2001,27(3):316 的，上喷嘴是根据钢板厚度来调整高度，其原则是上 (周定伟，马重芳.圆形液体浸没射流冲击驻点传热的数值模 喷、下喷喷嘴射流出口距离钢板的高度应对称以达 拟.北京工业大学学报，2001,27(3)：316) 到钢板上下表面均匀冷却，且要求钢板在运动时不 [5 Li D S,WuJG.Study on numerical simulat ion of plane jet.En ergy Metall Ind.2001.20(6):42 能因为变形而撞击喷嘴.综合各因素考虑，一般将 (李东生吴建国.平面射流的数值模拟研究.治金能源 喷嘴出口距钢板高度设定在20mm左右. 2001,20(6):42) (2)在生产中，不能为了增加换热而将水射流 [6 Yan X Sariei N.Heat transfer from an obliquely impinging cir 速度提高太大，这将会大大增加生产成本：而应该充 cular air jet to a flat plate.Int J Heat Fluid Flow,1997.18: 591 分满足淬火工艺条件下，尽量减小水水射流速度. [7 Goldstein R J.Fmanchett M E.Heat transfer fmom a flat surface 对100mm厚钢板淬火，射流速度不超过48.5m to an oblique impinging jet.ASME J Heat Transfer,1998. 。1,淬火中通常使用射流速度为40一45m。1. 110(2):84 (3)射流角度在α=45时，表面换热系数h在 [8 Tong A Y.On the impingement heat transfer of an obique free 驻点处有极大值，此时水射流换热效率最大.所以 surface plane iet.Int J Heat Mass Transfer,2003,46:2077 在100mm厚钢板的淬火中，一般取c=45°为宜. [9 Xu J L Xu Z.Huang S J.Numerical study of sbt ilmpinging jet with noninear K-Model.J Xian.Jiaotong Univ,1999,33(8): (4)缝宽<2mm时，表面换热系数h随缝 106 宽W增加迅速增大；当W>2mm后，表面换热系 (徐惊雷徐忠，黄淑娟.用非线性一E模型对狭缝冲击射流 数h随缝宽W增加增大趋势变缓.在实际淬火中， 进行数值计算.西安交通大学学报.1999.33(8)：106) 在其他条件相同时，单纯增大水量并不能满足高换 [10 Liu G Y,Li M W,Wang B W,et al.Numerical simulation on 热要求.在高压缝隙射流淬火中，经济的缝宽选为 heat transfer of im pinging slot jet.J Univ Sci Technol Beijing, 200628(6):581 W=2mm. (刘国勇，李谋渭，王邦文等。缝隙冲击射流换热数值模拟研 (5)水温越低.过冷度越大，水的冷却效率越 究.北京科技大学学报.200628(6)：581) 高.淬火时，应根据生产成本许可，尽量采取较经济 [1I Dong Z Y.Im pinging Jet.Beijing:Ocean Press.1997 的冷却措施来降低水温.根据实际淬火情况，较经 (董志勇.冲击射流.北京：海洋出版社.1997) 济的水温为10一35℃. 12]Chen Q G.Xu Z Zhang Y J.Advances in numerical studies of turbulent impinging jet flow and heat transfer Adv Mech, 参考文献 2002.32(1):92 (陈庆光.徐忠，张永建.湍流冲击射流动与传热的数值研究 [1]Xu J L XuZ.Xiao M,e al.On impinging jt research.Mech 进展.力学进展，200232(1)：92) Eng,199921(6):8 13]Yang J.The shape control of plate on molled hardening machine. (徐惊雷，徐忠肖敏，等.冲击射流的研究概述.力学与实践。 Steel Rolling 1998(4):51 1999,21(6):8) (杨军.辊压式淬火机上淬火钢板的板形控制.轧钢.1998 [2]Ma C F.Zhang Y M.Gu WZ et al.Enhanced Heat Transfer. (4):51)时,应根据生产成本许可 ,尽量采取较经济的冷却措 施来降低水温;如果冷却措施成本过高 ,可采用其他 措施加强换热, 如升高水压或加大水流量等.通过 实际使用情况, 较经济的水温为 10 ～ 35 ℃. 3 结论 (1)射流高度对表面换热系数的影响很小 .虽 然射流高度的增加可以提高射流换热系数, 但高度 的增加又会使飞溅加大, 减低了射流冷却效率.在 实际淬火时, 缝隙射流速度较高 , 且下喷嘴是固定 的,上喷嘴是根据钢板厚度来调整高度 ,其原则是上 喷、下喷喷嘴射流出口距离钢板的高度应对称以达 到钢板上下表面均匀冷却, 且要求钢板在运动时不 能因为变形而撞击喷嘴.综合各因素考虑 , 一般将 喷嘴出口距钢板高度设定在 20 mm 左右. (2)在生产中, 不能为了增加换热而将水射流 速度提高太大, 这将会大大增加生产成本;而应该充 分满足淬火工艺条件下 , 尽量减小水水射流速度 . 对100 mm 厚钢板淬火 , 射流速度不超过 48.5 m· s -1 , 淬火中通常使用射流速度为 40 ～ 45 m·s -1 . (3)射流角度在 α=45°时 ,表面换热系数 h 在 驻点处有极大值, 此时水射流换热效率最大.所以 在 100 mm 厚钢板的淬火中, 一般取 α=45°为宜 . (4)缝宽 W <2 mm 时, 表面换热系数 h 随缝 宽W 增加迅速增大;当 W >2 mm 后, 表面换热系 数 h 随缝宽 W 增加增大趋势变缓 .在实际淬火中 , 在其他条件相同时 ,单纯增大水量并不能满足高换 热要求 .在高压缝隙射流淬火中, 经济的缝宽选为 W =2 mm . (5)水温越低, 过冷度越大 , 水的冷却效率越 高.淬火时,应根据生产成本许可, 尽量采取较经济 的冷却措施来降低水温.根据实际淬火情况 , 较经 济的水温为 10 ～ 35 ℃. 参 考 文 献 [ 1] Xu J L , Xu Z , Xiao M , et al.On impinging jet research.Mech Eng , 1999 , 21(6):8 (徐惊雷, 徐忠, 肖敏, 等.冲击射流的研究概述.力学与实践, 1999 , 21(6):8) [ 2] Ma C F , Zhang Y M , Gu W Z, et al.Enhanced Heat Transf er . Beijing:Science and Technology Press, 1990 (马重芳, 张玉明, 顾维藻, 等.强化传热.北京:科学技术出版 社, 1990) [ 3] Zhu Q J.Study on Cooling and Deformation Mechan ism of Steel P late Non-restraint Pipe Flow Quenching Syst em and Op timiz a￾tion of Its Control Model [ Dissertation] .Beijing :University of Science and Technology Beijing , 2002 (朱启建.中厚板管流无约束淬火冷却与变形机理及其最优控 制模型研究[ 学位论文] .北京:北京科技大学, 2002) [ 4] Zhou D W , Ma C F .Numerical simulation of stagnation point heat transfer with impinging submerged circular jets.J Beijing U niv Technol, 2001 , 27(3):316 (周定伟, 马重芳.圆形液体浸没射流冲击驻点传热的数值模 拟.北京工业大学学报, 2001 , 27(3):316) [ 5] Li D S , Wu J G .S tudy on numerical simulation of plane jet .E n￾ergy Metall In d , 2001 , 20(6):42 (李东生, 吴建国.平面射流的数值模拟研究.冶金能源, 2001 , 20(6):42) [ 6] Yan X J, Saniei N .Heat transfer from an obliquely impinging cir￾cular air jet t o a flat plate .Int J Heat F luid Flow , 1997 , 18: 591 [ 7] Goldstein R J, Franchett M E .Heat transfer from a flat su rf ace to an oblique impinging jet.AS ME J Heat Transf er , 1998 , 110(2):84 [ 8] Tong A Y .On the impingement heat transfer of an oblique free surface plane jet.Int J Hea t Mass Transfer , 2003 , 46:2077 [ 9] Xu J L, Xu Z , Huang S J.Numerical study of slot iImpinging jet with nonlinear κ-εModel.J X ia n Jiaotong Uni v , 1999 , 33(8): 106 (徐惊雷, 徐忠, 黄淑娟.用非线性 κ-ε模型对狭缝冲击射流 进行数值计算.西安交通大学学报, 1999 , 33(8):106) [ 10] Liu G Y, Li M W, Wang B W , et al.Numerical simulation on heat transfer of im pinging slot jet .J Uni v Sci Technol Beijing , 2006 , 28(6):581 (刘国勇, 李谋渭, 王邦文, 等.缝隙冲击射流换热数值模拟研 究.北京科技大学学报, 2006 , 28(6):581) [ 11] Dong Z Y .Im pinging Jet .Beijing :Ocean Press, 1997 (董志勇.冲击射流.北京:海洋出版社, 1997) [ 12] Chen Q G , Xu Z, Zhang Y J.Advances in numerical studies of tu rbulent impinging jet flow and heat transfer.Ad v Mech , 2002 , 32(1):92 (陈庆光, 徐忠, 张永建.湍流冲击射流动与传热的数值研究 进展.力学进展, 2002, 32(1):92) [ 13] Yang J.The shape control of plat e on rolled hardening machine . 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