热金属表面多喷嘴风冷过程气-固耦合传热模拟

摘要：

目的 获得多喷嘴风冷过程的界面换热系数,并研究风冷工艺参数对界面换热的影响规律.方法 基于Fluent软件对三喷嘴强制风冷传热过程进行"气-固"耦合分析,获得高压气流的流速场和钢板表面温度场.基于"气-固"耦合分析得到钢板表面平均温度曲线,利用自开发的反传热软件计算得到"气-固"耦合界面换热系数,并将界面换热系数以第三类边界条件施加在钢板表面进行瞬态传热分析.结果 对于直径为4 mm的喷嘴,当喷嘴间距为10～16 mm时,喷嘴间距对高压气体的流速场影响较大,气流的卷吸效应随着喷嘴距离的增大而增强;喷嘴间距对界面换热系数影响较小,喷嘴至钢板表面的距离对界面换热系数影响较大;随着喷嘴至钢板表面距离的增大,各股气流逐渐汇合为一股,各股气流的滞止区也逐渐汇合,钢板表面温度更加均匀;将界面换热系数以第三类边界条件施加在钢板表面进行瞬态传热分析,得到的钢板表面温度与"气-固"耦合分析得到的钢板表面平均温度曲线吻合得较好.结论 获得的界面换热系数可为多喷嘴风冷过程数值模拟提供可靠的数据,保证温度场的求解精度.

关键词：风冷、耦合分析、界面换热系数、气固界面

所属期刊栏目：13

分类号：TG161(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金;山东省自然科学基金;教育部卓越工程师教育培养计划项目产学合作协同育人项目

在线出版日期：2021-07-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：172-178