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连铸喷嘴的水气性能与传热性能 宋会江 斯普瑞喷雾系统（上海）有限公司 Christy Hofherr 喷雾系统公司 汇报内容 概述 喷嘴应用及其流量特性 喷嘴的传热特性 结语 概述 连铸过程是钢水直接铸成接近最终产品尺寸钢坯的过程，包含一次冷却与二次冷却。冷却水加热与蒸发约占二次冷却过程中所放出的总热量的55%。 了解喷嘴的特性对优化二次冷却系统中喷嘴的选型与布置起到至关重要的作用。 2、喷嘴应用及其流量特性 2.1 水喷嘴 应用：小方坯，其它铸坯足辊 水喷嘴的特点： A、喷雾形状：扇形，矩形，椭圆形，实心锥形 B、内部结构：有无叶片 C、工作压力：高 D、调节比：低 水喷嘴的流量与压力关系 Q=A*PB 式中： Q：水流量（L/min）； A：1bar水压下的水流量（L/min）； P：水的压力（bar）； B：喷嘴特性系数（近似于0.5） B ：喷嘴特性系数 椭圆形：0.42--0.47 扇形 / 矩形：0.46--0.50 实心锥形：0.43--0.48 2.2 气雾喷嘴 气雾喷嘴应用 气雾喷嘴的特点： A：喷雾形状：扇形，矩形，实心锥形 B：工作压力：高 C：调节比：低 气雾喷嘴的水/气流量与水压关系 Q水= A*P2+B*P+C 式中： Q 水：水流量（L/min）； P：水压力 (bar)； A、B、C：特定气压下与水压有关的喷嘴水流量特性系数 Q气= E*P2+F*P+G 式中： Q气：气流量（Nm3/h）； P：水压力(bar)； E、F、G：特定气压下与水压有关的喷嘴气流量特性系数 3 喷嘴的传热特性 3.1 喷嘴测试装置  3.2 传热系数测试 3.2.1 水喷嘴 矩形水喷嘴DS25-105o/20o 矩形水喷嘴DS25-105o/35o 水压与传热系数的关系 5bar水压下喷射距离与传热系数的关系 SS-5平均冷却传热量与水温、水压、气压的关系 SS-2在2bar气压下平均冷却传热量与水温、水压的关系 喷嘴的喷雾液滴颗粒度 喷嘴的喷雾液滴打击力分布 3.3.1 水喷嘴 矩形水喷嘴DS25-105o/20o 水压15bar HTC= 0.017*X4 - 0.9011*X3 + 10.797*X2 + 24.643*X + 344.54 水压10bar HTC= 0.015*X4 - 0.8139*X3 + 10.269*X2 + 12.332*X + 298.27 水压1bar HTC = 0.0062*X4 - 0.3321*X3 + 4.2318*X2 + 3.6204*X + 104.42 矩形水喷嘴：DS25-105o/35o 水压15bar HTC= 0.0054*X4 - 0.2717*X3 + 2.959*X2 + 9.4883*X + 115.47 水压10bar HTC= 0.0057*X4 - 0.2785*X3 + 3.1121*X2 + 5.9118*X + 99.408 水压1bar HTC= 0.0039*X4 - 0.1708*X3 + 1.542*X2 + 6.4843*X + 48.18 实心锥形水喷嘴：VK-20-60 HTC = 6005*X4 - 36658*X3 + 112938*X2 - 145871*X + 68135 扇形水喷嘴：FSUN-20-60 HTC = - 2832.5*X4 + 5754.8*X3 + 12266*X2 - 40681*X + 27248 扇形水喷嘴：FSUN-16-60 HTC = 6310*X4- 41888*X3 + 138098*X2 - 197362*X + 96945 水喷嘴传热系数与喷射距离的关系 HTC=A*X4- B*X3 + C*X2 – D*X + E 式中： HTC：传热系数（W/m2/K）； X：喷射距离(m)； A、B、C、D、E：特定水压下与喷雾形状有关的传热特性系数 传热系数与水压之间的关系 实心锥形水喷嘴：VK-20-60 HTC = 10608*P0.3082 扇形水喷嘴：FSUN-20-60 HTC = 9037.6*P0.2661 扇形水喷嘴：FSUN-16-60 HTC = 8678.7*P0.2234 水喷嘴传热系数与水压之间的关系 HTC = A*PB 式中： HTC：传热系数（W/m2/K）； P：水压(bar)； A、B：特定喷射距离下下与喷雾形状有关的传热特性系数 3.3.2气雾喷嘴 在气压2bar时，SS-2的平均冷却传热量为： Q=A+B*TW+ C*P+ D*TW2+E*P0.5*TW 气雾喷嘴由于气参与水滴的雾化，水滴的颗粒度明显的小于水喷嘴，同时气体的动能部分传递给水滴，增加了水