考虑实际边界条件的辊式淬火过程温度场数值模拟

摘要

本工作以N800CF辊式淬火实际工况为研究对象,采用Fluent有限元分析软件,基于对淬火机内缝隙、高密Ⅰ、高密Ⅱ等不同类型喷嘴射流换热边界条件的计算及实验验证。为考虑沸腾传热的影响引入影响系数对射流换热边界进行修正,确立了准确的换热边界条件。以每个喷嘴作用区域为独立传热单元,建立了温度场仿真模型,实现了对钢板任意位置温度的预测。结果表明:不同喷嘴射流换热边界条件经0~0.62相关影响系数修正后,计算温度与实测温度的最大误差不超过1.25%,辊式淬火过程中,钢板表面呈现周期性锯齿状降温过程,心部则呈现连续平稳的降温过程,淬后钢板边部温度较低,其余部分温度分布均匀;在高压段,钢板快速冷却,但内部温度梯度较大,最大温差高达743.6℃,是辊式淬火过程调控的关键。