孔排射流冲击换热过程数值模拟研究及结构优化.pdfVIP

冶 金 能 源 Vo1．30 No．1 16 ENERGY FORMETAUJURGICALINDUSTlRY Jan．201l 孔排射流冲击换热过程数值模拟研究及结构优化 杨培培 温 治 豆瑞锋 (北京科技大学) 摘 要 运用数值仿真技术对带钢连续热处理快速冷却过程中的孔排射流冲击换热进行 厂三 维数值模拟，主要研究了几何参数对射流冲击传热特性的影响规律。在研究的参数范围内， 获得了孔排射流冲击换热装置的最优结构。分析表明：展向孔间距 的影响最为显著，其次 是流向孔间距S，板间距 日的影响作用最小。 关键词 孑L排射流 换热特性 数值模拟 湍流模型 Simulationofarraysofnozzlesjetimpingingheattransfer anditsstructuraloptimization YangPeipei WenZhi DouRuifeng (UniversityofScienceandTechnologyBeijing) Abstract Three—dimensionalnumericalsimulationstudyiscarriedouttothearraysofnozzlesjetim· pinging，whichisthemosteffectiverapidc~ling~chndogyusedinstripcontinuousheattreatment process．Themainresearchtargetishteinfluenceonheatt瑚 srerchraacteristics．Amonginvestigative parameterrange，thethesisgetsthebeststmctu~ parameters．Accordingtoanalysisoftheresults，it obtainde thatlOw-to—Olwspacinghavehtemostnotableinfluenceonheattransfer，thennozzle—to—nozzle spacinginhtesan,lerow，nozzle·to—platespacinghavehteleastinfluence． Keywords arraysofnozzlesjetimpinging heattransfercharacteristics numericalsimulation tur- bulencemode1 在射流冲击换热过程中，由于射流的冲击作 生成软件Gambit建立孔排射流冲击换热数学模 用，被冲击表面所形成的流动边界层很薄，在射 型，湍流模型采用 Realizablek-e模型。通过大 流冲击点处换热系数极高，是通常意义上换热系 量的数值仿真，研究冲击板问距Ⅳ、流向孔间距 数的几倍甚至更高。因此作为一种高效的换热方 ．s及展向孔间距 s|：对孔排射流冲击换热特性的 式，目前被广泛地应用于纺织品、纸张的制造 ， 影响规律。 玻璃制品、食品加工，以及带钢的快速冷却等众 1 数学模型及仿真计算 多领域…。在过去的几十年里，很多学者对射 流冲击问题进行了大量的实验和数值研究。对于 1．1 模型建立 数值研究，多数学者注重于单孔射流冲击问题的 带钢连续热处理快速冷却工艺中孔排射流冲 模拟，而对孔排射流冲击过程的研究较少 。 击换热装置的物理