扇形雾化喷嘴的射流传热实验研究.pdf

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1、2015年8月机床与液压Aug．2015第43卷第15期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．43No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．15．031扇形雾化喷嘴的射流传热实验研究熊建敏，邹光明，李萍，王兴东，孔建益(武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室，湖北武汉430081)摘要：喷雾射流冷却是一种极为有效的强化传热的方法，在工业生产中有着广泛的应用。以钢板为研究对象，采用扇形喷嘴对钢板分别进行了气、水的单相介质传热和气水两相介质传热的实验研究。在气压与水压比p／p≤2．

2、0的条件范围内，详细讨论了液相流量和气相流量对钢板冷却速度的影响，并通过理论分析和实验数据说明了喷雾冷却速度的变化规律。关键词：扇形喷嘴；喷雾；冷却实验；传热中图分类号：TK124文献标志码：A文章编号：1001-3881(2015)15-121-5ExperimentalStudyonHeatTransferofFan-shapedSprayAtomizerXIONGJianmin，ZOUGuangming，LIPing，WANGXingdong，KONGJianyi(KeyLaboratoryforMetallurgyEquip

3、mentandControlUnits，MinistryofEducation，WuhanUniversityofscienceandTechnology．WuhanHubei430081．China)Abstract：Spraycoolingisanextremelyefectivemethodofheattransferenhancement．Thereisawiderangeofapplicationsinindustrialproduction．Bytakingtheplateastheobjectsofstudy，twoe

4、xperimentsofheattransferhavedone．Fan—shapednozzlewasusedonplateseparatelyforthesingle—phaseheattransferthatairandwateractedasworkingmedium，andthetwo—phaseheattransferthatair·wateractedasworkingmedium．BaseontheexperimentalconditionofairandwaterpressuresthatP／p≤2．0，thein

5、fluenceofliquidfluxandgasfluxeffectonsteelplatecooingspeedwerediscussedindetail．Throughtheoreticalanalysisandexperimentalda—ta，thevariationlawsofspraycoolingspeedareexplained．Keywords：Fan·shapednozzle；Spray；Coolingexperiment；Heattransfer0前言的数值模拟取得了长足的进展，但由于冲击射流传热冷却速度的控

6、制是连续热镀锌钢板生产工艺中的的复杂性，目前还为不能找到公认的湍流模型来有效一项关键技术，合金化炉作为连续热镀锌机组的关键地进行数值模拟。采用实验研究冲击射流换热仍然是设备，直接影响了热镀锌钢板的质量好坏。高品质合这个领域里最主要的手段。文中主要介绍用扇形金化热镀锌产品的生产通常采用先高温后低温的倾斜雾化喷嘴对钢板分别进行喷气冷却、气雾冷却和喷水均热工艺保温，然后进行快速冷却。一般，在合金化冷却实验，研究在不同工作介质下，对传热的影响。炉冷却段采用风机喷气冷却的方式，这种冷却方式不并进一步重点研究了气雾冷却的特性。对影响气雾冷仅控制

7、简单，而且成本较低。随着用户对镀锌带钢的却速度的各因素进行了分析。所做的研究工作对实际需求量不断提高，在保证带钢的生产质量的前提下要工程应用中冷却方式的选取，以及射流冷却设备的设求提高带钢的生产速度，以提高产能。带钢速度的提计具有较强的参考价值。升使得喷气冷却速度不能满足产品生产的工艺要求。1实验原理和实验系统为解决冷却速度慢的问题，对合金化炉冷却段采用冲1．1实验原理击射流冷却的方法。冲击射流冷却是一种极为有效的从换热介质上来说，文中研究了单相和两相介质强化传热的方法，在工业生产中有着广泛的应用。现对高温钢板的冷却速度的影响。单相

8、介质的研究对象有射流冷却技术有喷气冷却、喷雾冷却和喷水冷却等分别为空气和水，两相介质的研究对象为空气一水的等。为了设计符合生产要求的冷却装置，需分析流体混合。实验原理如图1所示，流体从扇形雾化喷嘴喷与带钢的换热过程。其中，冲击射流换热