文档介绍：武汉科技大学
硕士学位论文
高压除鳞喷嘴流场三维数值模拟与试验研究
姓名:王毅
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:曾良才
20080420
武汉科技大学硕士学位论文供的懔髂P投圆煌峁共问呐缱炷诓坎豢裳顾酢⑽忍⒉懔髁鞒〗辛耸摘要在热轧带钢生产过程中,除鳞一直是不可缺少的一道重要工序,目前国内外多采用高压水除鳞技术,而在高压水除鳞系统中,喷嘴既是射流发生元件也是系统中的关键部件,其功能不仅是把高压泵组提供的静压转换为水的动能,而且要保证射流具有良好的流动特性和动力性能。因此研究和优化喷嘴的几何结构,建立喷嘴结构参数与其射流特性之间的关系,对提高系统除鳞效果有重要意义。本文运用数值模拟的仿真分析与实验研究对照的方法,首先应用砑﨔高压除鳞喷嘴的内外流场进行了三维数值模拟和仿真分析,然后在自行研发的喷嘴实验台上对与仿真模型中同规格的喷嘴进行实验,通过理论与实际相结合,研究了高压除鳞喷嘴各结构参数和各种工况对其内外流场和喷射打击力的影响关系,具体研究内容如下:τ们按砣砑礼⒘伺缱炷诓苛鞒〉娜P停捎肍砑模拟。分析了喷嘴收缩角、扩张角和直径等参数对其流场速度分布、压力分布和出口轴心ü愿哐顾叟缱焱獠科毫较嘌巧偻牧髁鞒〗辛巳7抡妫究水流离开喷嘴进入到空气中的压力分布和速度分布规律,并通过变参数仿真探讨系统压梦浜嚎萍即笱Я魈宕ǘ肟刂蒲芯克兄频母哐钩叟缱煨阅懿馐允笛樘及自行开发的相关测试软件,通过对所选型号喷嘴的射流特性进行实验,得到系统压力、靶距、射流打击力、射流宽度等参数之间的相互关系,并与之前的理论计算和仿真结果进行对比,验证数值仿真的正确性,从而指导喷嘴的加工、选型和布局。关键词:高压水除鳞喷嘴,三维数值模拟,,流场分析,射流特性第速度的影响。力和靶距对其喷射流场和打击力分布范围的影响,从而预测出最佳靶距,为确定喷嘴水平间距和工作高度提供了有力的理论依据。
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论文作者签名:立乏畦日期:谜舫抵黢罄迹河指导教师签名:盗燕茎论文作者签名:三塾熏停摭武汉科技大学研究生学位论文创薪性声明本人郑重声明:所璧突的学位论文是本人在%卿指导下,独立避行研究所取得酶成果,除了文串已经谴明引用的内容或藤合作研究共同宠戏昀工作外,。坶巴在文中以明确方式标明。申请学位论文与资辫管有不爽之处,本人承担一切榴笑袭任。研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成聚归武汉辩技大学所有,其研究内容不得潋其它荤往的名义发袭。,竟许论文被鸯期:貌睿骸辏褐帘溺和借阚,阿意学校祷本论文的全酃或部分内餐编入镌关数据霹遴行检索。日
武汉科技大学硕士学位论文第一章绪论高压水除鳞技术概述在现代科学技术迅猛发展的今天,高压水射流技术作为一门集流体力学、机械制造、自动化控制为一体的新兴综合学科在国内外迅速崛起,其应用领域不断扩展,从一般机械零件、建筑物的清洗到以管道、容器为主的工业清洗,从机场跑道除胶到船舶除锈,从金属、非金属材料常规切割到曲面、异型材料仿形切割,从水力采煤到开采岩石,从喷射注浆到破碎路面,从无刀手术到水幕电影等等,林林总总,不一而足⋯。高压水除鳞技术就是高压水射流技术的一项重要应用。在热轧带钢生产过程中,连铸坯表面由冶炼和加热产生的氧化铁皮有的浮在钢坯表面,有的则与钢坯表面紧密贴合是影响带钢表面质量的主要原因之一。它使带钢表面产生凹坑、麻点、氧化铁压入等多种表面缺陷,给生产厂家和用户带来严重的损失。随着钢材市场竞争的日趋激烈以及开发高质量、高附加值钢铁产品的需要,彻底地清除钢坯表面的氧化铁皮已成为热轧带钢厂家所必须解决的问题。为解决这一问题,国内外多采用破鳞机除鳞、气体吹除ㄆ齑、蒸气除鳞、钢丝刷除鳞、震动除鳞、链条打击除鳞等方法,但这些方法有的成本偏高,有的除鳞效果差,有的适应性不强,而高压水除鳞技术则不然,它具有适应钢种范围广、除净率高、综合成本低等优点,因此在当今世界现代化的轧钢生产中,特别是热态除鳞和冷态除鳞中得到广泛应用,包括:特厚板、厚板、中板、热轧带钢、热轧钢管、热轧棒材、热轧型钢、车轮轮箍等轧制线上的使用,成为当今主流的除鳞方式【。.哐顾奂际醯幕驹高压水除鳞是通过把水打到钢板表面,结合水与钢板的温差造成的热动力来实现的。钢坯从加热炉中出炉后,其表面覆盖的氧化皮急速冷却,炉内生成的氧化皮呈现网状裂纹。在高压水的喷射下,氧化皮表面局部急冷,产生很大收缩,从而使氧化皮裂纹扩大,并有部分翘曲。经高压水射流的冲击,在裂纹中高压水的动压