高线穿水冷却过程温度场的数值模拟

热钢圆盘喷水冷却过程的温度场测量与模拟
李康;王艳丽;许树勤
【期刊名称】《兵器材料科学与工程》
【年(卷),期】2006(29)4
【摘要】为了得到喷水淬火工艺参数与工件冷却速度的相互关系,对45钢圆盘试样分别在自然冷却和喷水冷却过程的温度场进行了实测与有限元模拟。

在试验中用热电偶和红外测温仪测得试样在两种条件下的冷却曲线,用有限元软件DEFORM 进行模拟,通过调整热流密度值,获得热流密度(HF)随表面温度的变化关系;并对所得数据进行拟合,得到热流密度与工件表面温度的函数关系式。

该关系式可用来求解热流密度,进而用有限元软件获得试样的温度场的模拟计算值。

结果表明,模拟值与实测结果吻合的较好。

【总页数】5页(P41-45)
【关键词】数值模拟;热流密度;热物性参数
【作者】李康;王艳丽;许树勤
【作者单位】太原理工大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG156.31
【相关文献】
1.冷却通道对超高强度钢热成形过程温度场的影响 [J], 蔡丽娟;彭成允;刘其源;李小平
2.Q345C钢连铸板坯热送热装过程中温度场和应力场模拟 [J], 王生朝;孙斌
3.Q215钢棒材热轧后湍流冷却过程温度场数值模拟 [J], 晋艳娟;张柱;崔小朝;刘勇;孙宏晓
4.冷却通道对超高强度钢热成形过程温度场的影响 [J], 蔡丽娟;彭成允;刘其源;李小平;
5.大断面轴承钢棒材超快速冷却过程温度场模拟 [J], 赵宪明;孙艳坤;吴迪
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高速线材穿水冷却过程的传热分析及数值模拟
赵志恒;张云祥;骆艳萍;陈密达;叶传龙;郭继祥
【期刊名称】《上海金属》
【年(卷),期】2023(45)1
【摘要】差分计算模型和水冷换热模型是影响高速线材温度计算准确性的两个主要因素。

提出了一种新的离散化网格划分方式,并据此推导出具有表面温度节点的一维有限差分模型。

采用Fluent软件模拟得出水冷管内冷却水的流速场,结合开冷温度对水冷温降的影响规律,构建了高速线材穿水冷却过程的非线性换热模型,并用现场实测数据验证了模型的精度,误差为±10%。

结合差分模型和水冷换热模型研究了预冷段水冷参数对线材表面温降和心表温差的影响。

结果表明:该模型可应用于线材水冷参数优化和在线水冷温控等。

【总页数】9页(P86-94)
【作者】赵志恒;张云祥;骆艳萍;陈密达;叶传龙;郭继祥
【作者单位】武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室;中冶南方工程技术有限公司;武钢集团昆明钢铁股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG335.6
【相关文献】
1.高速电弧喷涂雾化熔滴传热过程数值分析Ⅱ.工艺参数对熔滴传热过程的影响
2.气固耦合传热数值模拟在篦冷机冷却熟料过程中的应用研究
3.水基Al2O3纳米流
体强化闭式冷却塔内传热过程数值模拟4.压延胶片与冷却鼓传热过程的数值模拟5.液体火箭发动机推力室发汗冷却传热过程的数值模拟(Ⅱ)数值方法与计算结果
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层流冷却过程中带钢温度场的数值模拟王洪彬1¹孙正旭1孙丽荣1苏艳萍2(1:莱芜钢铁集团有限公司板带厂 莱芜271126;2:北京科技大学高效轧制国家工程研究中心 北京100083)摘要 建立了温度与相变耦合的二维有限差分预测模型,并对带钢轧后冷却过程带钢厚度和宽度方向的温度场进行了模拟计算。

根据连续等温转变实验曲线,采用A v ram i 方程和Sche il 的可加性法则来计算带钢相变潜热,实现温度和相变耦合求解,计算结果和现场实测结果吻合。

关键词 热轧带钢 有限差分 层流冷却 温度分布中图分类号 TG 335 文献标识码ASi m ulati on of Te mperat ure Distributionof Stri p Duri ng La m inar Cooli ngW ang Hongbin 1Sun Zhengxu 1Sun L irong 1Su Y anp i n g1(1:Lai w u Iron and Steel Group Co .,Ltd .Shandong 271126;2:N ational Eng i n eering Researc h Center for Advanced Ro lling .UST Be iji n g ,Be ijing 100083)AB STRACT A t w o -di m ensi onal te mperature and phase transfor m ation coupli ng predicti on model based on f-i n ite d ifference m et hod w as establi shed to ca lcu l a te the te m perature distr i buti on o f hot ro ll ed str i p coo l ed on run -ou t tab le a l ong thickness and w idt h d irec tion .Based on TTT curve ofm a terial st udied ,A vra m i equati on and Sche il addi-t iv it y rule we re applied to predict t he l a tent heat of phase transf o r m ati on ,and the coup li ng so lv i ng o f te m pera t ure and phase transfor m ation w as carr i ed out .The resu lts o f si m u lati on m atch we ll w ith actua lm easure m en t on spot .K EY W ORDSH o t roll ed strip F inite difference L a m i nar coo li ng T e mperature d i str i bu ti on1 前言对于带钢的热连轧过程来说,温度是直接影响轧制产品的尺寸精度和机械性能的重要因素之一。

热处理过程中温度场的数值模拟及分析热处理是一种常用的金属加工工艺，通过控制金属材料的加热与冷却过程，可以改变金属材料的组织结构和性能。

温度场是热处理过程中重要的参数之一，直接影响着金属材料的组织和性能的形成与变化。

因此，准确地模拟和分析热处理过程中的温度场对于优化工艺、改善产品质量具有重要意义。

数值模拟是研究温度场的有效方法之一。

它基于数学模型和计算方法，通过计算机的数值计算来获得温度场的分布情况。

在热处理过程中，温度场的分布受到多个因素的影响，如加热功率、材料热导率、热辐射、对流散热等。

数值模拟通过建立数学模型，考虑这些因素，并进行相应的计算，可以得到较为准确的温度场分布。

首先，进行数值模拟需要选择适当的数学模型。

在热处理过程中，常用的模型有热传导方程、能量方程等。

热传导方程是研究物体内部温度分布的基本方程，它考虑了热传导过程中的温度梯度对热流的影响。

能量方程则是考虑了热源与物体之间的热交换过程，可以更全面地描述温度场的变化。

其次，进行数值模拟需要确定边界条件。

边界条件是指在模拟过程中与外界接触的部分，它对于温度场的分布起着重要的影响。

常见的边界条件有热流、热辐射和对流散热等。

热流边界条件是指物体表面受到的外部热量输入或输出，热辐射边界条件是指物体表面受到的辐射热量，而对流散热边界条件则是指物体与周围介质间的热交换。

然后，进行数值模拟需要进行网格剖分。

网格剖分是将模拟区域分成小的单元，用于离散方程和计算。

在温度场的数值模拟中，常用的网格剖分方法有结构化网格和非结构化网格。

结构化网格是指将模拟区域划分为规则的矩形或立方体单元，易于计算和分析。

非结构化网格则是将模拟区域划分为任意形状的单元，适用于复杂几何形状和不均匀材料性质的模拟。

最后，进行数值模拟需要选择合适的求解方法。

在热处理过程中，常用的求解方法有有限差分法、有限元法和边界元法等。

有限差分法是基于差分逼近的一种方法，将参与方程离散化成代数方程，并通过迭代计算得到数值解。

高寒区引水渠道抽水融冰数值模拟引水渠道在高寒区域具有重要的水资源调配和供水功能。

然而，由于寒冷气候条件差异和水资源的固结，渠道引水受到限制，冬季常常出现结冰现象，严重影响了正常的供水运行。

因此，开展研究至关重要。

高寒区的特殊气候条件和严寒冬季是引水渠道融冰工作的主要挑战。

在这个区域，渠道的冰厚度和密度比低纬度地区的要大，冰层更为坚硬，很难通过传统的机械和化学方法融冰。

基于此，采用数值模拟研究引水渠道的抽水融冰过程，将为高寒区引水渠道融冰技术提供新的思路和方法。

数值模拟技术在水利工程领域已经有了广泛的应用。

利用计算机和数学模型，可以模拟不同冰厚度、气象条件和水流特性下的渠道抽水融冰过程，提供更为准确的融冰效果预测。

在数值模拟中，首先需要确定渠道的几何形状和渠道内部的流动特性，再考虑冰层的影响，通过数学模型和计算机算法计算渠道的流动动力学特性。

通过与实际观测和试验的对比，可以验证模型的可靠性，并进行进一步的优化。

涉及到多个关键因素，包括温度、湿度、风速、冰的热物性等。

其中，温度是影响融冰过程的最主要因素之一。

通过数值模拟，可以对不同温度条件下渠道内的冰层融化速度进行预测，从而为实际工程提供优化设计和运行建议。

此外，湿度和风速也会对融冰过程产生重要影响。

通过数值模拟，可以分析不同湿度和风速条件下的渠道抽水融冰效果，提供相应的技术参考。

另外，冰的热物性也是数值模拟研究中的重要因素之一。

在高寒区域，冰层通常具有较高的导热系数和比热容，因此，需要对冰的热物性进行准确的测定和模拟。

通过数值模拟，可以分析不同热物性条件下的渠道抽水融冰效果，并对冰的热物性进行优化设计和改进。

综上所述，是一项具有重要意义的研究，通过数值模拟技术，可以预测不同冰厚度、气象条件和水流特性下的渠道抽水融冰效果，为高寒区引水渠道的融冰技术提供科学依据。

然而，需要注意的是，数值模拟的结果仍然需要与实际观测和试验相结合，进一步验证和修正模型，以保证模拟结果的可靠性和准确性。

高速线材穿水控冷过程温度场建模与分析的开题报告一、选题背景和意义高速线材作为一种常见的金属材料，在很多行业中都有广泛的应用，如汽车、机械制造、航空航天等领域。

在生产过程中，高速线材需要经过一系列的加工工艺，其中穿水控冷是一种常用的降温方式，其可以使钢材的组织细化，提高其强度和韧性，从而更好地满足各行业对材料性能的要求。

因此，对于高速线材的穿水控冷过程进行温度场建模和分析，对于提高生产效率和优化产品质量具有重要意义。

二、研究内容和主要工作本研究的主要目标是对高速线材在穿水控冷过程中的温度场进行建模和分析，以探究不同加工参数下温度分布的变化规律，并根据分析结果进一步优化加工工艺，提高产能和产品质量。

具体研究内容包括：1.高速线材穿水控冷过程温度场的建模和分析，包括研究材料的热传导特性、穿水头的设计参数、水流量和冷却温度等因素对温度场的影响。

2.通过数值模拟方法对不同加工参数下的高速线材穿水控冷过程进行模拟，分析出不同区域的温度分布情况以及整个过程中温度的变化趋势。

3.对模拟结果进行分析，探究不同加工参数的优缺点，挖掘可能的优化空间，提出相关的优化建议。

4.通过对比实验验证模拟结果的准确性，并进一步优化加工工艺。

三、预期成果本研究预期取得如下成果：1.高速线材穿水控冷过程的温度场建模和分析方法的研究，为类似问题的研究提供借鉴和参考。

2.针对高速线材穿水控冷过程中不同加工参数的温度分布变化规律的研究结果，可以为企业优化加工工艺、提高产品质量和产能提供有力支撑。

3.通过数值模拟和实验验证，可以验证建立的温度场模型的准确性并进一步优化加工工艺，为生产过程提供参考。

四、研究方法和技术路线1. 研究方法本研究采用了温度场建模和分析相结合的方法，重点应用了数值模拟方法，结合实验验证，从而深入探究高速线材穿水控冷过程的温度分布规律，并对加工工艺进行优化调整。

2. 技术路线技术路线包括以下步骤：第一步，对高速线材的热传导特性进行实验研究，获取必要数据。

冷却通风过程中粮仓内温度变化的数值模拟
冷却通风过程中粮仓内温度变化的数值模拟一般都包括以下几个步骤：
1、对现在的环境参数进行测量：主要包括空气温度、湿度、通风量等三个方面的参数；
2、建立数值模型：通过对粮仓内温度的变化过程进行数学描述，建立一个切实可行的数值模型；
3、用程序模拟函数：定义程序模拟函数，并使用适当的条件来求出温度变化的模型；
4、调整参数：根据观测的实际数据，调整数值模型的参数，并使模拟函数与实际情况一致；
5、计算温度变化情况：运用计算程序，对粮仓内温度变化过程进行模拟；
6、调整冷却通风参数：根据模拟结果，调整冷却通风实际参数，以达到新的冷却模型，并达到粮仓内温度降低的预期效果。

通过这一系列步骤，我们就可以进行冷却通风过程中粮仓内温度变化
的数值模拟，有效的降低温度，并使粮食的质量得到更好的保障。

以上步骤的实施，绝对是一个有效的冷却通风过程，让我们的粮食安全有保障，这是我们一直在追求的目标之一。

第17卷第4期2005年8月 钢铁研究学报 Journal of Iron and Steel ResearchVol.17,No.4　Aug.2005基金项目:国家自然科学基金资助项目(59995440)作者简介:谢海波(19722),男,博士生; E 2m ail :hbxie @ ; 修订日期:2004209207层流冷却过程中带钢温度场数值模拟谢海波,　徐旭东,　刘相华,　王国栋(东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110004)摘　要:分析了带钢层流冷却过程中的传热,并利用有限元法对层流冷却过程中带钢温度场进行了模拟计算。

结果表明:随着轧件厚度的减薄,在带钢厚度方向上的温差逐渐减小;冷却速度不同时,带钢表面温度和中心温度的变化趋势以及波动幅度相应发生变化。

在进行模型计算时,应合理考虑带钢厚度及内部热传导的影响。

这对提高数学模型的精度,控制卷取温度,提高产品质量以及指导生产具有重要意义。

关键词:热轧;带钢;层流冷却;温度场;数值模拟中图分类号:T G 335111 文献标识码:A 文章编号:100120963(2005)0420033204Numerical Simulation on H ot Strip T emperature Field inLaminar Cooling ProcessXIE Hai 2bo ,　XU Xu 2dong ,　L IU Xiang 2hua ,　WAN G Guo 2dong(Northeastern University ,Shenyang 110004,China )Abstract :In order to improve the calculating precision of mathematical model ,the heat transfer in laminar cooling process for hot strip mill was analyzed by using finite element to simulate temperatures of strip laminar cooling.The difference in temperature of strip thickness decreases with the decrease of thickness.Surface and center tem 2perature curves of the strip vary under the conditions of different cooling rates.K ey w ords :hot rolling ;strip ;laminar cooling ;temperature field ;numerical simulation 卷取温度对热轧带钢再结晶晶粒的尺寸、析出物数量和形态所产生的影响,将导致金属的微观组织发生变化,所以它是决定成品带钢加工性能、力学性能和物理性能的重要工艺参数之一。

高碳钢线材轧后控冷过程中温度场数值模拟的开题报告
一、研究背景
在金属加工领域，高碳钢线材是一种非常重要的材料，具有高强度、高韧性等优势，被广泛应用于汽车、飞机、建筑等领域。

而高碳钢线材的轧制加工是生产过程中不可或缺的一步，轧制过程中的温度场变化对于最终产品性能的影响非常重要。

因此，对于高碳钢线材轧后控冷过程中温度场的数值模拟研究具有重要意义。

通过对温度场的研究，可以了解到轧制加工中的热力学变化规律，优化生产流程，提高产品质量。

二、研究目的
本研究旨在通过数值模拟的方式，研究高碳钢线材轧后控冷过程中温度场的变化规律，并探究各因素对温度场的影响，为生产优化和产品性能提升提供依据和指导。

三、研究内容和方法
1.研究内容
（1）高碳钢线材轧制过程中的温度场变化规律研究。

（2）高碳钢线材控冷过程中的温度场变化规律研究。

（3）各因素对于温度场的影响研究。

2.研究方法
（1）建立高碳钢线材轧制控冷过程的热力学模型。

（2）采用有限元软件对于高碳钢线材轧制控冷过程进行数值模拟。

（3）通过对模拟结果的分析，研究高碳钢线材轧后控冷过程中温度场的变化规律和各因素对温度场的影响。

四、预期成果
本研究预期实现以下成果：
（1）建立高碳钢线材轧制控冷过程的热力学模型。

（2）通过数值模拟研究高碳钢线材轧后控冷过程中的温度场变化规律。

（3）分析各因素对温度场的影响，为生产优化提供依据和指导。

对汽车发动机冷却液温度场的数值模拟和优化汽车发动机是现代社会不可或缺的交通工具之一，而发动机温度过高会直接影响汽车的性能和寿命。

因此，在发动机的设计和维护上，冷却系统的性能是非常重要的。

冷却系统的功能是通过循环流动的水或其他冷却液来吸收发动机产生的热量，然后通过散热器将热量散发到外部环境。

而冷却液的温度场分布对冷却系统的性能起着至关重要的作用。

因此，利用数值模拟的方法来分析和优化冷却液的温度场分布已成为汽车工程领域必不可少的一个研究方向。

数值模拟是一种通过计算机模拟现实物理现象的方法。

在汽车工程领域，数值模拟广泛应用于发动机燃烧过程、气流流场、冷却系统等方面的分析和优化。

其优点是可以降低实验成本，减少试验周期，同时也能够在短时间内得到大量数据和优化结果。

发动机冷却液的数值模拟通常需要建立三维计算模型，然后根据流体动力学理论对其进行数值模拟。

数值模拟过程中，需要考虑的因素包括冷却液的流量、流速、温度以及发动机工作条件等。

通过计算机进行非定常流动和分析，得出冷却液的温度场分布以及可能存在的热点除去。

众所周知，冷却液在循环过程中，同样也会存在一些稳态和非稳态的现象。

这时，仅靠数值模拟还无法完全解决问题。

因此，在进行冷却液温度场的数值模拟之前，还需要先进行实验验证，以确保模拟结果的可靠性和准确性。

冷却液的温度场分布对于发动机性能和寿命的影响应该是所有汽车制造商和维修机构关注的重要问题。

而数值模拟则是一种非常有效的工具，可以帮助我们更好地记录和优化冷却系统。

因此，在未来的发动机设计和维护中，数值模拟将越来越普遍，成为汽车工程领域必不可少的工具之一。