在熱軋后的水冷工序,要求板寬方向均勻冷卻。本研究通過實驗室規(guī)模試驗,研究了幕墻式水流冷卻板寬度方向的溫度均勻性。
試驗方法
圖1是試驗裝置的示意圖,制冷劑是17℃的水,采用截面形狀為1.1 mm×66mm的槽式噴嘴形成了幕墻式水流。冷卻試驗板為板長330mm、板寬60mm、板厚0.3 mm的不銹鋼鋼板(SUS430)。將水流沖擊到移動加熱鋼板上,用熱像儀測量了冷卻面和相反一側(cè)的鋼板溫度分布,并利用高速攝像機觀察了水流動。鋼板溫度為Ti=200-590℃,鋼板移動速度為Vs=1.5m/s、3.0m/s和4.4m/s,水流量為5.45L/min。
試驗結(jié)果
圖2是試驗結(jié)果示例。圖中使用的坐標由圖1定義。圖2(a)是板寬中央(y=0mm)的鋼板移動方向的溫度分布,鋼板溫度由于水流沖擊而下降,且鋼板移動速度越快溫度降低量越小,這是因為隨著鋼板移動速度的增加,通過水冷卻區(qū)域的時間變短。
圖2(b)是鋼板移動速度為3.0m/s時,距水流沖擊線(x=0mm)30mm下游的板寬方向的溫度分布,圖中示出的是對各條件進行5次試驗的結(jié)果。Ti=200℃時,板寬方向上呈現(xiàn)良好的冷卻均勻性,而在Ti=300℃和400℃時,觀察到了在板寬方向不可忽視的溫度變動。在Ti=500℃及590℃時,在板寬方向上呈現(xiàn)出了較好的冷卻均勻性。
觀察鋼板移動速度為3.0 m/s、鋼板溫度Ti=300℃及500℃時的水流動圖像發(fā)現(xiàn),Ti=300℃時,在水流沖擊線附近觀察到強烈的核沸騰;在Ti=500℃時觀察到了膜沸騰。在Ti=400℃時出現(xiàn)了遷移沸騰。在強核沸騰和遷移沸騰時,發(fā)生局部的固液接觸,在此引起較大的溫度下降。但是,蒸汽氣泡產(chǎn)生部(固液非接觸部位)的溫度下降量很小。其結(jié)果認為在板寬方向上發(fā)生了溫度變化。另一方面,在固液接觸與非接觸部位混合少的溫度條件下,可以實現(xiàn)寬度方向的均勻冷卻。