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《扇形喷嘴喷雾冷却的数值模拟及实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringNumericalSimulationandExperimentalStudyoftheFanNozzle’sSprayCoolingMasterCandidate：XiongJianminMajor：MechanicalengineeringSupervisor：Prof.GuangmingZouWuhanUniversityofScien
2、ceandTechnologyWuhan,Hubei430081,P.R.China18,May,2015摘要针对热镀锌合金化炉冷却段冷却效果不佳，增设喷雾冷却装置这一问题，本文中建立了喷雾冷却实验平台，采用数值模拟和实验测试的方法对喷雾冷却速度和钢板温度分布进行了深入分析与研究。本文主要进行了喷雾冷却实验测试和FLUENT数值模拟研究，具体内容主要包括以下几个方面：(1)拟定冷却实验方案，以钢板为研究对象，建立冷却实验平台。首先，在气压Pair=0.15MPa，水压Pwater=0.15MPa工况下比较喷气冷却、喷雾冷却
3、和喷水冷却三种冷却方式的冷却效果，确定出最佳的冷却方式；另外在气雾冷却实验数据基础上探究气压、水压、气体流量、水流量等对冷却速度的影响。(2)建立实验冷却装置的物理模型，应用湍流模型、离散相模型、传热模型、液滴碰撞破碎模型和液膜模型的相关理论建立喷雾冷却的数学模型，再根据实验工况设立合理的边界条件，采用FLUENT软件对实验冷却系统进行非稳态雾化场和温度场仿真分析。(3)通过FLUENT软件对喷雾冷却的仿真模拟，探究雾化场流场的分布、雾化场液滴的分布、雾化场液滴速度和液滴直径的分布特征，以及钢板换热过程中水蒸汽、液膜厚度和
4、壁面温度的分布特性，并对以上影响壁面换热的各个因素进行分析和研究，将喷雾冷却实验测试数据与数值模拟得到的数据进行对比分析，仿真结果与实验结果基本一致，验证了计算模型及其模拟结果的正确性。关键词：喷雾冷却；数值模拟；扇形喷嘴；液滴；液膜IAbstractThecoolingrateissolowthattheproductionofironcannotbeproduced.Forthisproblem,weadoptedspraycoolingthatastrongconvectiveheattransfermodetoen
5、hancethecoolingrateandusingnumericalsimulationandexperimenttestmethodstomakeanalysisandresearchdeeply.Inthispaper,experimentaltestofspraycoolingandFLUENTnumericalsimulationweremade.Themainworkofthisthesisincludes:(1)Makeanexperimentalschemeofspraycooling,takethest
6、eelasresearchobject,andestablishacoolingexperimentplatform.First,comparedcoolingrateofjetcooling,spraycoolingandwatercoolinginPair=0.15MPa,Pwater=0.15MPaconditionsanddeterminethebestwaytocool.Thenmakefurtherstudyofspraycoolingbasedonthefirststep,exploretheaffectof
7、coolingrateonthepressureofairandwater,theflowofwaterandair.(2)Toestablishthephysicalmodelandbuildthemathematicalmodelbyrelatedtheorieswhichincludeturbulencemodel,discretephasemodel,heattransfermodel,dropletcollisionandbreakupmodelandwall-filmmodel.Tosetupreasonabl
8、eboundaryconditionsbasedontheexperimentalconditions,usingFLUENTsoftwaretoanalysistheunsteadysprayfieldandtemperaturefieldofexperimentalcoolingdevice.(3)
