高压水除鳞系统水击防护及喷嘴性能的研究论文

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1、中文摘要摘要除鳞是热轧带钢生产过程中不可缺少的一道重要工序，其作用是清除板坯表面生成的炉生氧化铁皮(一次氧化铁皮)和轧制过程中产生的再生氧化铁皮(二次氧化铁皮)，目前国内外多广泛采用的是高压水除鳞技术，不仅是因为它经济，而且有效。国内设计的高压水除鳞系统，大多照国外同类型的热轧厂采用类比法进行设计，因此很难再满足轧制工艺变化的要求，无法保证带钢表面质量；并且由于系统管道内的水压较高以及除鳞阀开闭时序的不确定性，除鳞系统管道内常会出现不同程度的水击和振动现象，这势必会造成对管道及其支架等附属设备的破坏，甚至威胁整个生产系统的安全运行。因此，本文在水击计算理论的基础上，

2、对水击现象进行数值计算和必要的水击试验，进而研究和分析除鳞系统管道内流体的瞬变工况，并制定出相应的水击防护措施；通过对除鳞设备中的核心元件一一喷嘴进行研究，从而进一步提高除鳞系统的工艺技术和整体性能。本文研究的内容包括以下几个方面：(1)论述水击的基本微分方程以及水击的特征线计算方法，运用特征线法建立高压水除鳞系统中常见的边界条件，包括：水泵(正常运行工况)、喷射阀(管道末端)、蓄势器以及串并联管路等，从而建立高压水除鳞系统水击计算的通用数学模型；(2)结合水击计算理论，对简单管道中的水击进行数值计算以及试验研究，并对突然快速关闭阀门、缓慢匀速关闭阀门、按开关时序开

3、闭阀门、连续快节奏开闭阀门等情况下的试验结果与计算结果进行对比和分析，并验证其数值计算的正确性；(3)对高压水除鳞过程中产生的水击进行数值计算，主要分析和研究蓄势器对水击的防护特性，包括：蓄势器的安装位置、蓄势器的体积大小、蓄势器的个数和管道固定支架的设置等对水击防护性能的影响，并针对高压水除鳞系统中的水击制定出相应的防护措施；(4)通过对高压水除鳞喷嘴内部流场的数值模拟，得到喷嘴结构参数(如收缩角、出口长径比和V型切槽角)对其内部流场的影响，建立喷嘴结构参数和动力性能之间的关系，进一步提高除鳞喷嘴的性能，使其可在保证出I：I射流速度的同时，适当地减小整个除鳞系统中

4、水头的压力，从而在一定程度上减小水击所带来的危害。关键词：高压水除鳞，水击，特征线法，除鳞喷嘴，数值模拟．一重鏖盔堂堡主堂垡笙銮．．—I_-__-●__I●-I_-_--_____-_●-●_-I●-__-I--_-_●_-I--●_-I--_____-_____●I-———————————一——英文摘要ABSTRACTInthehotstripproduction，descalingwhichisusedtocleanthefumaceoxidescale(Firstoxidescale)andregeneratedoxidescale(secondaryoxid

5、escale)inthesurfaceofslabhasbeenanindispensableimportantprocess，thecurrenttechnologythatdomesticandinternationalwidelyusedishigh—pressurewaterdescaling，whichnotonlybecauseoftheeconomy，andeffective．Inthedomestichigh—pressurewaterdescalingsystem，mostoftheminaccordancewiththehotrollingmil

6、lofthesametypeinforeignandwiththeanalogytodesign，itisdifficulttomeettherequirementsoftherollingprocesschanges，anditcannotalsoguaranteethatthestripsurfacequality．Duetowaterinthesystempipingisathighpressures，openingandclosingtimesequenceofdescalingvalveisuncertain．Theybothresultthatwater

7、hammerandvibratesoftenoccursinthepipeline，thisisalsoboundtoprobablydamagethepipelineaswellasattachedequipmentsandthreatentheoperationofproductionsystemsinseriousconditions．So，thispaperwouldcarryoutnumericalcalculationandnecessarytestforwaterhammerphenomenononthebasisofthecomputationa