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摘要1

1板带钢先进快速冷却技术研究现状3

1.1 引言3

1.2 板带钢快速冷却技术分类4

1.3 控制冷却技术的研究与发展9

1.3.1 传统板带钢冷却装备10

1.3.2 新型射流冲击冷却技术13

1.4 快速冷却技术换热原理研究现状17

1.4.1 射流冲击换热原理研究现状17

1.4.2 汽雾冷却换热原理研究现状20

2板带钢高温壁面换热基本原理研究24

2.1 板带钢热加工（热处理）过程中的换热行为24

2.1.1 热传导24

2.1.2 热辐射25

2.1.3 对流换热26

2.2 沸腾换热基本原理26

2.2.1 沸腾换热原理26

2.2.2 射流冲击钢板表面冷却区域研究31

2.2.3 沸腾气泡特征的研究33

2.3 射流（层流）冲击换热基本原理35

2.3.1 垂直射流冲击冷却换热机理36

2.3.2 倾斜射流冲击冷却换热机理38

2.3.3 射流冲击换热特性研究39

2.3.4 射流冲击换热数学模型的建立45

2.4 气雾冲击换热基本原理48

2.4.1 空气增压汽雾冷却换热模型研究49

2.4.2 临界液滴尺寸模型研究51

2.5 钢板内部导热基本原理53

2.5.1 导热微分方程53

2.5.2 钢板热物性参数处理55

3倾斜狭缝射流换热特性研究57

3.1 多功能冷却实验平台构建57

3.2 静止状态下狭缝式射流冲击沸腾换热研究59

3.2.1 狭缝射流冲击换热基本属性研究60

3.2.2 倾角对换热属性的影响64

3.3 运动状态下狭缝射流冲击换热属性研究66

3.3.1 运动过程条件下的狭缝射流冲击基本换热特征66

3.3.2 倾角对换热属性的影响67

3.3.3 相对运动速度对换热属性的影响70

3.4 狭缝射流冲击冷却换热数值分析71

3.4.1 努赛尔数计算及射流冲击换热区域特性分析71

3.4.2 单束倾斜射流冲击流体属性数值分析73

3.4.3 多束狭缝射流冲击流体属性数值分析76

4圆形喷嘴射流冲击换热原理研究78

4.1 单束射流冲击换热过程78

4.1.1 单束圆形倾斜射流换热属性79

4.1.2 单束圆形倾斜射流的数值分析86

4.2 单束圆形射流冲击换热属性的主要影响因素88

4.2.1 喷嘴结构对换热属性的影响88

4.2.2 开冷温度对换热属性的影响88

4.2.3 水温对换热属性的影响90

4.2.4 上下表面换热特性异同92

4.3 射流冲击冷却过程中局部区域换热特性研究94

4.3.1 局部区域流体属性和换热规律分析95

4.3.2 工艺参数对局部换热规律的影响97

4.3.3 局部换热系数与表面温降分析101

5多束圆形射流冲击换热原理研究103

5.1 多束圆形射流换热基本规律研究103

5.1.1 不同流速下多束射流冲击规律研究104

5.1.2 冷却过程流体属性数值模拟和影像分析106

5.1.3 温度和热流密度分析109

5.2 多束圆形喷嘴倾斜射流冲击流体属性和换热特征研究111

5.2.1 静止条件下多束倾斜射流流体属性研究111

5.2.2 相对运动速度对换热属性的影响114

5.2.3 倾角对换热属性的影响118

5.3 超快冷工艺装备优化和模型开发121

6空气增压气雾冷却换热原理研究129

6.1 实验平台简介129

6.2 纳米流体的制备131

6.2.1 接触角与表面润湿之间的关系133

6.2.2 不同纳米流体的接触角对比134

6.3 不同体积分数及不同类别纳米粒子对换热过程的影响137

6.3.1 热流密度曲线的分析137

6.3.2 热流密度峰值的分析141

6.3.3 换热区域内平均热流密度与表面温度分析143

6.4 表面活性剂对纳米流体换热过程的影响144

6.4.1 热流密度曲线的分析144

6.4.2 热流密度曲线峰值的分析147

6.4.3 换热区域内平均热流密度与表面温度分析150

7快速冷却条件下的板带钢内部温度演变规律研究152

7.1 开冷温度对厚度方向换热的影响152

7.1.1 不同开冷温度下钢板厚度方向的温降分析152

7.1.2 不同开冷温度下的热流密度曲线分析155

7.1.3 不同开冷温度下的换热系数分析158

7.2 不同流量对厚度方向换热的影响159

7.2.1 不同流量下钢板厚度方向的温降曲线159

7.2.2 不同流量下的热流密度曲线分析161

7.2.3 不同流量下的换热系数分析163

7.3 不同冷却强度下喷嘴间距的影响164

7.3.1 不同喷嘴间距狭缝射流冲击基本换热特性165

7.3.2 不同喷嘴间距下热流密度分析167

7.3.3 不同喷嘴间距下的换热系数分析170

7.4 不同冷却强度下运动速度的影响171

7.4.1 不同运动速度下厚度方向的温降曲线171

7.4.2 不同运动速度下的热流密度分析174

7.4.3 不同运动速度下的换热系数分析176

8板带钢在线冷却快速温度解析模型的开发178

8.1 板带钢温度场快速解析模型开发178

8.1.1 钢板内部导热有限差分解析模型的建立178

8.1.2 钢板内部导热有限元解析模型的建立181

8.1.3 钢板内部1.5 D解析模型的开发183

8.2 换热系数模型的建立186

8.2.1 射流冲击冷却条件186

8.2.2 层流冷却条件187

8.2.3 气雾冷却条件189

8.3 厚向平均温度处理方法193

8.4 瞬时冷却速度计算模型的建立195

9板带钢先进快速冷却技术的开发和应用196

9.1 基于超快冷的新一代TMCP技术的开发和应用196

9.1.1 板带钢超快冷技术开发196

9.1.2 组织调控机理及强韧化机制199

9.1.3 产品应用201

9.2 “温控-形变”耦合控轧技术的开发和应用202

9.3 板带钢辊式淬火技术的开发和应用205

9.4 薄规格钢板气雾冷却技术的开发和应用207

10结论209

参考文献211