本文關(guān)鍵詞：重軌在淬火過程中表面綜合換熱系數(shù)的計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：重軌的淬火是金屬熱處理方式之一，噴霧冷卻是一個(gè)可以控制冷速的淬火方式之一。表面綜合換熱系數(shù)是噴霧過程中精確控制冷卻保證淬火質(zhì)量的重要參數(shù)。 本文結(jié)合重軌生產(chǎn)工藝的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)制作了噴霧冷卻實(shí)驗(yàn)裝置，研究了不同的水流量、氣壓和軌頭噴嘴距離軌頭的高度對(duì)重軌的降溫曲線的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：水流量在0.6～1.8m3/h之間，隨著水流量的增加重軌的平均冷卻速度呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)；氣壓在0.18～0.30MPa之間，隨著氣壓的增加重軌的平均冷速呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)；軌頭噴嘴距離軌頭的高度在100～300mm之間，隨著軌頭噴嘴距離軌頭的高度增加重軌的平均冷速呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。 基于傳熱學(xué)理論和有限元理論，建立了重軌有限元傳熱模型，提出了兩點(diǎn)法、三點(diǎn)法、整體法三種計(jì)算方法，分別計(jì)算了重軌噴霧過程的表面綜合換熱系數(shù)。計(jì)算結(jié)果表明：兩點(diǎn)法和三點(diǎn)法得到的重軌降溫曲線與實(shí)驗(yàn)值相差較大，而整體法得到的降溫曲線與實(shí)驗(yàn)值相比誤差范圍小，更接近于實(shí)驗(yàn)值。整體法是計(jì)算表面綜合換熱系數(shù)較佳的方法。 通過比較不同實(shí)驗(yàn)條件下的表面綜合換熱系數(shù)，分析得出：水流量在0.6～1.8m3/h之間，隨著水流量的增加，換熱系數(shù)在600～900C溫度段升高，在200～600C溫度段先升高后降低，其他溫度段變化不明顯；氣壓在0.18～0.30MPa之間，隨著氣壓的升高，換熱系數(shù)在600～900C溫度段先降低后升高，在200～600C溫度段先降低后升高再降低最后升高，其他溫度段變化不明顯；軌頭噴嘴距離軌頭的高度在100～300mm之間，隨軌頭噴嘴距離軌頭高度升高，換熱系數(shù)在300～900C溫度段降低，，其他溫度段變化不明顯。 通過建立重軌的熱—結(jié)構(gòu)有限元模型，計(jì)算了重軌在噴霧冷卻過程中的溫度場(chǎng)和軸向應(yīng)力。通過分析對(duì)比不同方案可知，在水流量1.2m3/h、氣壓0.24MPa、軌頭噴嘴距離軌頭高度300mm的實(shí)驗(yàn)方案下噴霧冷卻得到的重軌，從組織上和軸向應(yīng)力方面都比較滿足工藝要求，是比較好的實(shí)驗(yàn)方案。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG156.3

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 魏天斌;高速重軌生產(chǎn)線及武鋼重軌生產(chǎn)線的建設(shè)[J];武鋼技術(shù);2005年05期

2 黃鵬;劉超英;魏興釗;;淬火過程換熱系數(shù)反求法的有限元實(shí)現(xiàn)[J];現(xiàn)代制造工程;2007年06期

3 王亞青;劉明侯;劉東;徐侃;;數(shù)值研究“二次成核”在噴霧冷卻中的作用[J];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2009年04期

本文編號(hào)：1192361