四重十一輥矯直機(jī)矯直輥流固耦合傳熱分析.pdf

1、矯直輥的工作環(huán)境十分惡劣，承受包括強(qiáng)矯直力、高溫鋼板的熱輻射、熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流等熱沖擊、內(nèi)冷水和外冷水的降溫等多種載荷的聯(lián)合作用。工作時(shí)產(chǎn)生的交變熱應(yīng)力往往會(huì)引起矯直輥的破壞和失效，加之矯直輥本身的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜，造成此問題的研究十分困難。為了準(zhǔn)確的模擬真實(shí)的工作狀態(tài)、獲得較為準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果以及滿足系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的需要，本文考慮矯直輥的多物理場(chǎng)耦合效應(yīng)，以四重十一輥矯直機(jī)為研究對(duì)象，分析在流固熱載荷耦合作用下矯直輥的溫度場(chǎng)和內(nèi)部流場(chǎng)，以

2、利于矯直輥的壽命估計(jì)和系統(tǒng)優(yōu)化。研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下： （1）考慮矯直機(jī)實(shí)際復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式和惡劣的工作狀態(tài)，建立了矯直輥系的流-固-熱耦合力學(xué)模型。在力學(xué)模型中，同時(shí)考慮了高溫鋼板和矯直輥的熱輻射、熱對(duì)流及熱傳導(dǎo)、矯直輥旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和內(nèi)冷水的運(yùn)動(dòng)以及內(nèi)、外冷卻系統(tǒng)的降溫作用。根據(jù)矯直輥復(fù)雜的真實(shí)結(jié)構(gòu)（含有通水盲孔、旋轉(zhuǎn)接頭等），建立了矯直輥的實(shí)體模型。 （2）根據(jù)實(shí)際工況，對(duì)力學(xué)模型設(shè)置合理的溫度場(chǎng)和流場(chǎng)邊界條件。考慮

3、矯直輥繞軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)引起的矯直輥、空氣和內(nèi)冷水的溫度場(chǎng)和流場(chǎng)隨時(shí)間變化，采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)模擬矯直輥的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并使用Visual C++編制UDF函數(shù)。此外，為了保證一定的計(jì)算效率和精度，采用非一致網(wǎng)格生成技術(shù)對(duì)矯直輥的局部進(jìn)行加密。 （3）采用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent，計(jì)算了對(duì)矯直輥內(nèi)冷水復(fù)雜流場(chǎng)，并討論了不同通水速度對(duì)流場(chǎng)的影響。定量計(jì)算了通水速度對(duì)內(nèi)冷水對(duì)矯直輥的冷卻效果及矯直輥內(nèi)表面壓力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)矯直輥的旋轉(zhuǎn)運(yùn)