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《真空高压气淬炉中淬火气体压力_流速和类型对工件冷却性能影响的数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第48卷第6期2011年11月Vol.48,No.6Nov.2011真空VACUUM真空高压气淬炉中淬火气体压力、流速和类型对工件冷却性能影响的数值模拟*王志坚,尚晓峰（沈阳航空航天大学机电工程学院，辽宁沈阳110136）摘要：本文运用FLUENT软件，通过大量的计算机模拟，研究了真空高压气淬炉中淬火气体压力、进口速度、气体类型对工件冷却性能的影响。通过对比氮气在0.45MPa、0.6MPa、1.0MPa和1.5MPa淬火压力下工件的冷却速度，量化了淬火压力对工件冷却速度的影响程度。氮气在0.6MPa下，将气体速度由40m/s增至60m/s，工件冷却速度提
2、高27%，但风机功率增加3.4倍。由于气体体积流量一定的情况下，淬火气体比热和密度的协同影响了换热系数的大小，通过计算机模拟了四种淬火气体氢气、氦气、氮气和氩气对工件冷却速度的影响，得出在相同气体压力和流量下，四种气体的冷却能力是：氮气>氢气>氦气>氩气；在消耗相同的风机功率下，密度小比热大的气体冷却能力高，四种气体的冷却能力依次是氢气>氦气>氮气>氩气。关键词：真空高压气淬；温度场；流场；冷却速度中图分类号：TG155.1文献标示码：A文章编号：1002-0322（2011）06-0076-05Numericalsimulationoftheeffect
3、sofpressure,speedandtypeofquenchinggasontheworkpiececoolingperformanceinvacuumhigh-pressuregasquenchingfurnaceWANGZhi-jian,SHANGXiao-feng(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering,ShenyangAerospaceUniversity,Shenyang110136,China)Abstract:Effectsofthevacuumhighpressuregasquenching
4、gaspressure,inletspeedandgastypeontheworkpiececoolingperformanceinthequenchingfurnacewasstudiedbyalargenumberofcomputationalsimulationwiththesoftwareFLUENT.Bycomparisonoftheworkpiececoolingratesunderdifferentnitrogenquenchingpressureof0.45MPa,0.6MPa,1.0MPaand1.5MPa,theinfluencedeg
5、reeofquenchingpressureontheworkpiececoolingratewasobtained.Whenthequenchingpressurewas0.6MPaandtheinletspeedincreasedfrom40m/sto60m/s,thecoolingratewasimprovedby27%,butthefanpowerincreased3.4times.Whenthegasvolumnflowwascertain,boththespecificheatanddensityaffectedtheheattransferc
6、oefficient.Bycomputationalsimulationoftheeffectsofhydrogen,helium,nitrogenandargonfourquenchinggasesonthecoolingrateofworkpieces,weknewthatunderthesamepressureandflow,thecoolingcapacityoffourgasesisnitrogen>hydrogen>helium>argon,butwhenthefanpoweristhesame,thecoolingcapacityoflow-
7、densityandhigh-specificheatgasishigher,andthecoolingcapacityoffourgasesishydrogen>helium>nitrogen>argon.Keywords:vacuumhigh-pressuregasquenching;temperaturefield;flowfield;coolingrate影响高压气淬工件冷却速度的因素很多，主要有炉子参数如淬火气体压力、淬火气体类型、气体流速、气体流动型式和换热器换热能力等，还要受到装炉时工件的装炉量、工件截面尺寸和工件摆放方式等的影响。其中对冷却
8、速度影响最为显著的因素是淬火气体的压力和流速，也是二十世纪七八十年
