氣墊爐是一種薄板材熱處理用先進(jìn)設(shè)備,基于某鋁廠設(shè)計(jì)的氣墊爐結(jié)構(gòu),建立氣墊爐整體的三維計(jì)算模型,運(yùn)用流固耦合FSI分析法對(duì)爐內(nèi)板材漂浮換熱過(guò)程進(jìn)行模擬。模擬結(jié)果表明,板材換熱基本均勻,但板材向下畸變過(guò)大,無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常漂浮。為減少板材畸變,在優(yōu)選空間內(nèi)采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化氣墊爐噴嘴布置參數(shù),并采用響應(yīng)面法與遺傳算法優(yōu)化氣墊爐導(dǎo)流裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)。結(jié)果表明,裝置優(yōu)化后板材上下表面的風(fēng)量、壓力分布更為合理,爐內(nèi)板材畸變量從110.3 mm降低至41.4 mm,板材漂浮得以實(shí)現(xiàn)。 

【文章來(lái)源】：金屬熱處理. 2020,45(09)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

氣墊爐模型(a)及模型網(wǎng)格劃分(b)

在板材熱處理過(guò)程中，不同x坐標(biāo)下板材上下表面換熱系數(shù)沿z向分布如圖2所示。在x向不同位置處，板材上下表面換熱系數(shù)均有一定差異，但在任意x坐標(biāo)下?lián)Q熱系數(shù)沿z向變化較小，即在板材沿長(zhǎng)度方向行進(jìn)過(guò)程中其寬度方向上換熱均勻進(jìn)行，可認(rèn)為在現(xiàn)有噴嘴結(jié)構(gòu)下可滿足板材換熱均勻性要求。2.2 流場(chǎng)分析

氣墊爐模型對(duì)稱面處流場(chǎng)分布如圖3所示。在導(dǎo)流裝置分流作用下，各噴嘴底部氣流分布不均，外側(cè)噴嘴底部氣流量大，而中心噴嘴底部氣流量小。氣流經(jīng)各噴嘴噴出后形成射流，射流未達(dá)到充分發(fā)展?fàn)顟B(tài)而沖擊板材后擴(kuò)散，并在板材表面形成一層氣幕，外側(cè)噴嘴射流量大，分別向板材兩端及中心區(qū)擴(kuò)散，中心噴嘴射流量小，但中心區(qū)噴嘴均布其區(qū)間內(nèi)，且有外側(cè)氣流補(bǔ)充，板材表面氣幕區(qū)流速分布較均勻。2.3 應(yīng)力場(chǎng)分析

【參考文獻(xiàn)】：
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