一種計(jì)算鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種計(jì)算鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)的方法，屬于金屬熱加工工藝參數(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。本發(fā)明包括以下步驟:采用鋼軌為淬火構(gòu)件,實(shí)驗(yàn)測(cè)試出鋼軌內(nèi)部點(diǎn)的冷卻曲線(xiàn)；基于有限元軟件ABAQUS平臺(tái)利用其腳本語(yǔ)言Python建立鋼軌的有限元模型，迭代計(jì)算溫度場(chǎng)，算出鋼軌表面綜合換熱系數(shù)，將鋼軌內(nèi)部的實(shí)測(cè)溫度與計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，確保求解的準(zhǔn)確性。本發(fā)明用于計(jì)算鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)的方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種計(jì)算鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種計(jì)算鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)的方法，屬于金屬熱加工工 藝參數(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 換熱系數(shù)是鋼軌噴霧冷卻工藝中的重要參數(shù)，它直接影響著鋼軌溫度變化快慢和 組織變化情況。噴霧過(guò)程中影響換熱系數(shù)的因素比較多，不能直接被測(cè)量出來(lái)，需要利用反 傳熱學(xué)理論才能計(jì)算出來(lái)。尋求精確的方法獲取鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)具有重要 的工程實(shí)際意義。近年來(lái)，人們對(duì)構(gòu)件表面換熱系數(shù)的計(jì)算方法做了很多研究，但主要是研 究形狀規(guī)則的圓柱、圓筒或方形板等構(gòu)件，并且是按一維問(wèn)題來(lái)研究的。而對(duì)于像鋼軌該樣 具有異形截面的構(gòu)件，其表面綜合換熱系數(shù)的研究卻很少。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是在于利用反傳熱學(xué)理論和有限元軟件準(zhǔn)確地計(jì)算出鋼軌噴霧過(guò) 程中的表面綜合換熱系數(shù)。
[0004] 本發(fā)明是通過(guò)下述方案予W實(shí)現(xiàn)的： 結(jié)合有限元軟件ABA卵S和其腳本語(yǔ)言python計(jì)算鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)， 具體過(guò)程為： 步驟1，在待測(cè)鋼軌的對(duì)稱(chēng)面上距離鋼軌上表面5-llmm處1#鉆孔，鉆孔內(nèi)放置熱電偶， 將帶有熱電偶的鋼軌在加熱爐中加熱到900-980°C保溫均勻后，W不超過(guò)60s的時(shí)間迅速 轉(zhuǎn)移到噴霧裝置中，軌頭噴嘴距鋼軌上表面距離Si為0-300mm處，水流量為0-1. 800 m ^h， 氣壓為0-0. 40Mpa，水霧溫度設(shè)定20-25°C，噴霧150-300S，熱電偶將測(cè)得鋼軌內(nèi)部特征點(diǎn) 溫度通過(guò)ADAM采集卡發(fā)送到計(jì)算機(jī)，并繪制冷卻曲線(xiàn)，即得到鋼軌1#處的冷卻曲線(xiàn)； 步驟2,把上述鋼軌1#點(diǎn)處的冷卻曲線(xiàn)按時(shí)間t分成時(shí)間步，W便計(jì)算每步的綜合換熱 系數(shù)； 步驟3,基于ABA卵S有限元平臺(tái)，建立鋼軌的幾何模型，賦給鋼軌的導(dǎo)熱系數(shù)、膨脹系 數(shù)、定壓比熱密度為7800kg/m3,發(fā)生潛熱的固態(tài)溫度為570°C，液態(tài)溫度為620°C，相變潛熱 為78200J，設(shè)定初始溫度900-980°C，設(shè)定水霧的溫度為20-25°C，創(chuàng)建S個(gè)時(shí)間步，第一時(shí) 間步的時(shí)間最初t，然后每計(jì)算出一個(gè)綜合換熱系數(shù)，第一時(shí)間步的時(shí)間就增加t，第二、第 S時(shí)間步的時(shí)間均為t，W l-5mm的尺寸大小劃分單元格，設(shè)定鋼軌截面的周邊上的綜合換 熱系數(shù)為h ; 步驟4,給第一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)溫度所對(duì)應(yīng)的綜合換熱系數(shù)h -個(gè)初始值hi,帶入鋼軌計(jì) 算模型，算出在第一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)1#點(diǎn)的計(jì)算溫度值Ti; 步驟5,增加綜合換熱系數(shù)h為h2= hi巧0,再代入鋼軌計(jì)算模型，算出在第一個(gè)時(shí)間步 長(zhǎng)時(shí)1#點(diǎn)處的計(jì)算溫度值T,，判斷計(jì)算溫度值T,與實(shí)驗(yàn)值T。之差的絕對(duì)值是否小于或等 于0-rc，如果小于或等于0-rc，則認(rèn)為該溫度所對(duì)應(yīng)的綜合換熱系數(shù)為h2; 步驟6,若大于0-rc，根據(jù)溫度隨著綜合換熱系數(shù)變化的比例化2-hi)/(T2- Ti)，修改 綜合換熱系數(shù)h為tl3= hi+化2-hi)(T。- 1\)/訂2- Ti)，再代入鋼軌計(jì)算模型，算出第一個(gè)時(shí)間 步長(zhǎng)時(shí)1#點(diǎn)處的計(jì)算溫度值Ts，判斷計(jì)算溫度值Ts與實(shí)驗(yàn)溫度值T。之差的絕對(duì)值是否小 于或等于0-rc，如果小于或等于0-rc，則認(rèn)為該溫度所對(duì)應(yīng)的綜合換熱系數(shù)為hs; 步驟7,若大于0-rc，就按照步驟6迭代，直到溫度誤差達(dá)到允許范圍，此時(shí)的綜合換 熱系數(shù)h。為鋼軌在該溫度時(shí)所對(duì)應(yīng)的表面的綜合換熱系數(shù)； 步驟8,把前N個(gè)時(shí)間步算出來(lái)的綜合換熱系數(shù)均代入鋼軌計(jì)算模型，并從初始溫度開(kāi) 始，按照步驟3?步驟7相同的計(jì)算方法，計(jì)算出第化1時(shí)間步時(shí)鋼軌的表面綜合換熱系 數(shù)； 步驟9, W此類(lèi)推，最終計(jì)算出在該噴霧條件下鋼軌的表面綜合換熱系數(shù)隨溫度的變化 曲線(xiàn)； 步驟10,把鋼軌綜合換熱系數(shù)隨溫度變化曲線(xiàn)代入鋼軌計(jì)算模型，計(jì)算鋼軌噴霧冷卻 過(guò)程，求出溫度場(chǎng)，并與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比。
[000引進(jìn)一步：步驟3的導(dǎo)熱系數(shù)為(導(dǎo)熱系數(shù)/W . hTVC，溫度/°C )= ((41. 59，20. 0)， (39.71, 100.0), (37.48, 200.0), (34.95, 300.0), (32.32, 400.0), (30.0, 500.0), (28.96，600. 0)， （28. 08，650. 0)， （34. 81，720. 0)， （23. 38，750.0)， （25.68， 850.0) ，（26.92，950.0))，膨脹系數(shù)為(膨脹系數(shù)/10-5,溫度 rc) =((1.53，20.0)， (1.575，100.0)， （1.59，200.0)， （1.625，300.0)， （1.65，400.0)， （1.675，500.0)， (1.625， 550.0)， （1.68， 600.0)， （2.03， 620. 0)， （2. 15，650.0)， （2.1， 700.0)， (2. 151，720. 0)， （2. 14，750. 0)， （2. 038，800. 0)， （2. 145，850. 0)， （1.875，900. 0)， (1.85，950.0))，定壓比熱為（比熱/J?kg-VC -1，溫度/°C)= ((473.0，20.0)，（482.0， 100.0) ， （498. 0， 200. 0)， （513.0， 300. 0)， （529.0， 400.0)， （599. 0， 500.0)， 化35. 0，600. 0)， （756. 0，650. 0)， （1080. 0，720. 0)， (577.0, 750.0), (624.0, 850. 0)，（720. 0，950. 0))，密度為7800kg/m3,發(fā)生潛熱的固態(tài)溫度為570°C，液態(tài)溫度為 620°C，相變潛熱為78200J，W l-5mm的尺寸大小劃分單元格，初始溫度為900-980°C，水霧 溫度設(shè)定為20-25 °C。
[0006] 進(jìn)一步：步驟1中的澤火構(gòu)件是鋼軌，澤火介質(zhì)是水霧，噴霧時(shí)間為150S-200S。
[0007] 進(jìn)一步：步驟1中的熱電偶的直徑為8mm，探頭長(zhǎng)度為2m，其位置為在鋼軌對(duì)稱(chēng) 面上距離鋼軌上表面5-11mm處。
[000引 進(jìn)一步：步驟2中冷卻曲線(xiàn)時(shí)間t為1-lOs。
[0009] 進(jìn)一步：步驟1中的軌頭處噴嘴距鋼軌上表面距離為0-400mm。
[0010] 進(jìn)一步：步驟1中的澤火介質(zhì)為水霧時(shí)，水霧由流量為0-1. 800 m3/h的水和氣壓 為0-0. 30MPa的空氣霧化得到。
[0011] 進(jìn)一步：步驟1中的噴霧裝置主要由噴嘴構(gòu)成，噴嘴有兩個(gè)進(jìn)口，一個(gè)進(jìn)口進(jìn)帶壓 的氣體，另一個(gè)進(jìn)口進(jìn)帶壓的水，噴嘴安裝噴水管上，噴水管與升降桿一端固定連接，升降 桿另一端穿過(guò)殼體通過(guò)絲杠與電機(jī)連接，噴嘴通過(guò)水路管道連接進(jìn)水箱，噴嘴分別置于鋼 軌對(duì)稱(chēng)軸中屯、線(xiàn)上方、下方及軌腰兩側(cè)。
[0012] 比較現(xiàn)有的計(jì)算表面綜合換熱系數(shù)的方法，本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)： 1，運(yùn)用了實(shí)驗(yàn)與模擬計(jì)算相結(jié)合的方法，得到了比較符合實(shí)際的鋼軌噴霧冷卻過(guò)程的 表面綜合換熱系數(shù)； 2, 在有限元軟ABA卵S的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)，既保證了計(jì)算的準(zhǔn)確性又使迭代計(jì) 算連續(xù)完成，為計(jì)算綜合換熱系數(shù)提供方便； 3, 該方法不僅可W計(jì)算鋼軌表面綜合換熱系數(shù)，還可W計(jì)算其它型鋼的表面綜合換熱 系數(shù)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是熱電偶和噴嘴位置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是鋼軌噴霧過(guò)程1#測(cè)點(diǎn)處的冷卻曲線(xiàn)圖； 圖3是每步的綜合換熱系數(shù)計(jì)算流程圖； 圖4是鋼軌表面綜合換熱系數(shù)隨溫度變化曲線(xiàn)圖； 圖5是鋼軌1#點(diǎn)處溫度隨時(shí)間變化的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 結(jié)合圖1至圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，具體過(guò)程為： 步驟1，待測(cè)鋼軌1是澤火構(gòu)件，澤火介質(zhì)是水霧。在待測(cè)鋼軌1的對(duì)稱(chēng)面上距離鋼軌 1上表面10mm處1#鉆孔，鉆孔內(nèi)放置熱電偶2,熱電偶的直徑為8mm，探頭長(zhǎng)度為2m，將帶 有熱電偶2的鋼軌1在加熱爐中加熱到923. rC保溫均勻后，W 45s的時(shí)間迅速轉(zhuǎn)移到噴霧 裝置中，噴霧裝置主要由噴嘴3構(gòu)成，噴嘴3有兩個(gè)進(jìn)口，一個(gè)進(jìn)口進(jìn)帶壓的氣體4,另一個(gè) 進(jìn)口進(jìn)帶壓的水5,噴嘴3安裝噴水管上，噴水管與升降桿一端固定連接，升降桿另一端穿 過(guò)殼體通過(guò)絲杠與電機(jī)連接，噴嘴3通過(guò)水路管道連接進(jìn)水箱，噴嘴3分別置于鋼軌對(duì)稱(chēng)軸 中屯、線(xiàn)上方、下方及軌腰兩側(cè)。
[0015] 本發(fā)明軌頭處噴嘴3距鋼軌1上表面距離Si為200mm處，水流量為1. 200 m ^h， 氣壓為0. 21MPa，水霧由流量為1. 200 mVh的水和氣壓為0. 21MI^a的空氣霧化得到。如圖1 所示，水霧溫度設(shè)定20°C，噴霧200s，噴霧時(shí)間為200s，熱電偶2將測(cè)得鋼軌1內(nèi)部特征點(diǎn) 溫度通過(guò)ADAM采集卡發(fā)送到計(jì)算機(jī)，并繪制冷卻曲線(xiàn)，即得到鋼軌1中1#處的冷卻曲線(xiàn)， 如圖2所示，鋼軌1中1#處的溫度隨時(shí)間變化見(jiàn)表1 ; 步驟2,把上述鋼軌1#點(diǎn)處的冷卻曲線(xiàn)按5s分成時(shí)間步，W便計(jì)算每步的綜合換熱系 數(shù)； 步驟3,基于ABA卵S有限元平臺(tái)，建立鋼軌1的幾何模型，賦給鋼軌1的導(dǎo)熱系 數(shù)為詔熱系數(shù)/W.m-i?。溫度/°C )=((". 59，20.0)，（39. 71，100.0)，（37.48， 200. 0)， （34. 95，300. 0)， （32. 32，400. 0)， （30. 0，500. 0)， （28. 96，600. 0)，但8. 08， 650. 0)， （34. 81，720. 0)， （23. 38，750. 0)， （25. 68，850. 0)， （26. 92，950. 0))，膨脹 系數(shù)為（膨脹系數(shù)/10-5，溫度/°〇=((1.53，20.0)，（1.575，100.0)，（1.59，200.0)， (1.625，300.0)， （1.65，400.0)， （1.675，500.0)， （1.625，550.0)， （1.68，600.0)， (2.03, 620.0), (2.15, 650.0), (2.1, 700.0), (2.151, 720.0), (2.14, 750.0), (2. 038，800. 0)，（2. 145，850. 0)，（1.875，900. 0)，（1.85，950. 0))，定壓比熱為（比 熱/J*kg-i，°C-i，溫度/°C)= ((473. 0，20. 0)， （482. 0，100. 0)， （498. 0，200. 0)， (513.0, 300.0), (529.0, 400.0), (599.0, 500.0), (635.0, 600.0), (756.0， 650. 0)，（1080. 0，720. 0)，巧77. 0，750. 0)，化24. 0，850. 0)，（720. 0，950. 0))，密度 為7800kg/m3,發(fā)生潛熱的固態(tài)溫度為570°C，液態(tài)溫度為620°C，相變潛熱為78200J，設(shè)定 初始溫度923. rC，設(shè)定水霧的溫度為20°C，創(chuàng)建S個(gè)時(shí)間步，第一時(shí)間步的時(shí)間最初5s， 然后每計(jì)算出一個(gè)綜合換熱系數(shù)，第一時(shí)間步的時(shí)間就增加5s，第二、第S時(shí)間步的時(shí)間均 為5s，W 5mm的尺寸大小劃分單元格，設(shè)定鋼軌截面的周邊上的綜合換熱系數(shù)為h。
[0016] 步驟4,給第一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)溫度所對(duì)應(yīng)的綜合換熱系數(shù)h -個(gè)初始值hi=100 W?nT2，°C 4,帶入鋼軌1計(jì)算模型，算出在第一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)1#點(diǎn)的計(jì)算溫度值 Ti=921. 373°C。
[0017] 步驟5,增加綜合換熱系數(shù)值到h2= hi巧0=150 W.m-2，°C -1，再代入鋼軌1計(jì)算模 型，算出在第一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)1#點(diǎn)處的計(jì)算溫度值T2=920. 517C，判斷計(jì)算溫度值T,與實(shí) 驗(yàn)值町=917. 3°C之差的絕對(duì)值是是否小于或等于0. 5°C。
[0018] 步驟6,溫度值T2與實(shí)驗(yàn)值T 0=917. 3°C之差的絕對(duì)值4. 217°C大于0. 5°C，根據(jù)溫 度隨著綜合換熱系數(shù)變化的比例化2-hi)/(T2- Ti) =238 W，nT2，°C^i，修改綜合換熱系數(shù)為 hs= hi+〇i2-hi)燈。-Ti)/燈2- Ti)=338 W，nTVC ^1，再代入鋼軌1計(jì)算模型，算出第一個(gè)時(shí)間 步長(zhǎng)時(shí)1#點(diǎn)處的計(jì)算溫度值Ts=917. 335°C。判斷計(jì)算溫度值Ts與實(shí)驗(yàn)溫度值T。=917. 3°C 之差的絕對(duì)值是否小于或等于0. 5°C。T3-T。的絕對(duì)值為0. 035小于0. 5°C，則認(rèn)為該溫度 所對(duì)應(yīng)的綜合換熱系數(shù)為h3=338W ? m-VC -1。
[0019] 步驟7,若大于0. 5°C，就按照步驟6迭代，直到溫度誤差達(dá)到允許范圍，此時(shí)的綜 合換熱系數(shù)h。為鋼軌1在該溫度時(shí)所對(duì)應(yīng)的表面的綜合換熱系數(shù)； 步驟8,把前N個(gè)時(shí)間步算出來(lái)的綜合換熱系數(shù)均代入鋼軌1計(jì)算模型，并從初始溫度 開(kāi)始，按照步驟3?步驟7相同的計(jì)算方法，計(jì)算出第化1時(shí)間步時(shí)鋼軌的表面綜合換熱系 數(shù)； 步驟9, W此類(lèi)推，最終計(jì)算出在該噴霧條件下鋼軌1的表面綜合換熱系數(shù)隨溫度的變 化曲線(xiàn)，如圖4所示，表面綜合換熱系數(shù)隨溫度變化值見(jiàn)表2。
[0020] 步驟10,把圖4中的綜合換熱系數(shù)隨溫度變化曲線(xiàn)代入鋼軌1計(jì)算模型，計(jì)算鋼軌 1噴霧冷卻過(guò)程，求出溫度場(chǎng)，并與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比，如圖5所示，計(jì)算出的鋼軌1中1#處的溫 度隨時(shí)間變化見(jiàn)表3。
[0021] 表1為鋼軌1中1#處的溫度隨時(shí)間變化表：

【權(quán)利要求】
1. 一種計(jì)算鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)的方法，其特征在于：所述計(jì)算鋼軌噴霧 過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)的具體過(guò)程為： 步驟1，在待測(cè)鋼軌（1)的對(duì)稱(chēng)面上距離鋼軌上表面5-11mm處1#鉆孔，鉆孔內(nèi)放置熱 電偶（2)，將帶有熱電偶（2)的鋼軌（1)在加熱爐中加熱到900-980°C保溫均勻后，以不超過(guò) 60s的時(shí)間迅速轉(zhuǎn)移到噴霧裝置中，軌頭噴嘴距鋼軌上表面距離Si* 0-300mm處，水流量為 0-1. 800 m3/h，氣壓為0-0. 40Mpa，水霧溫度設(shè)定20-25°C，噴霧150-300S，熱電偶（2)將測(cè) 得鋼軌（1)內(nèi)部特征點(diǎn)溫度通過(guò)ADAM采集卡發(fā)送到計(jì)算機(jī)，并繪制冷卻曲線(xiàn)，即得到鋼軌 (1) 1#處的冷卻曲線(xiàn)； 步驟2,把上述鋼軌（1)1#點(diǎn)處的冷卻曲線(xiàn)按時(shí)間t分成時(shí)間步，以便計(jì)算每步的綜合 換熱系數(shù)； 步驟3,基于ABAQUS有限元平臺(tái)，建立鋼軌（1)的幾何模型，賦給鋼軌（1)的導(dǎo)熱系數(shù)、 膨脹系數(shù)、定壓比熱密度為7800kg/m3,發(fā)生潛熱的固態(tài)溫度為570°C，液態(tài)溫度為620°C，相 變潛熱為78200J，設(shè)定初始溫度900-980°C，設(shè)定水霧的溫度為20-25°C，創(chuàng)建三個(gè)時(shí)間步， 第一時(shí)間步的時(shí)間最初t，然后每計(jì)算出一個(gè)綜合換熱系數(shù)，第一時(shí)間步的時(shí)間就增加 t， 第二、第三時(shí)間步的時(shí)間均為t，以l-5mm的尺寸大小劃分單元格，設(shè)定鋼軌（1)截面的周邊 上的綜合換熱系數(shù)為h; 步驟4,給第一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)溫度所對(duì)應(yīng)的綜合換熱系數(shù)h -個(gè)初始值匕，帶入鋼軌 (1)計(jì)算模型，算出在第一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)1#點(diǎn)的計(jì)算溫度值T1; 步驟5,增加綜合換熱系數(shù)h為h2= 4+50,再代入鋼軌（1)計(jì)算模型，算出在第一個(gè)時(shí) 間步長(zhǎng)時(shí)1#點(diǎn)處的計(jì)算溫度值T2，判斷計(jì)算溫度值1~2與實(shí)驗(yàn)值T ^之差的絕對(duì)值是否小于 或等于o-rc，如果小于或等于o-rc，則認(rèn)為該溫度所對(duì)應(yīng)的綜合換熱系數(shù)為h2; 步驟6,若大于〇-l°C，根據(jù)溫度隨著綜合換熱系數(shù)變化的比例（h^hiVC^- 1\)，修改 綜合換熱系數(shù)hSh3= hi+Qi^hiMTcr 1\)，再代入鋼軌（1)計(jì)算模型，算出第一個(gè) 時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)1#點(diǎn)處的計(jì)算溫度值T3，判斷計(jì)算溫度值T3與實(shí)驗(yàn)溫度值T ^之差的絕對(duì)值是 否小于或等于o-rc，如果小于或等于o-rc，則認(rèn)為該溫度所對(duì)應(yīng)的綜合換熱系數(shù)為h3; 步驟7,若大于o-rc，就按照步驟6迭代，直到溫度誤差達(dá)到允許范圍，此時(shí)的綜合換 熱系數(shù)hn為鋼軌（1)在該溫度時(shí)所對(duì)應(yīng)的表面的綜合換熱系數(shù)； 步驟8,把前N個(gè)時(shí)間步算出來(lái)的綜合換熱系數(shù)均代入鋼軌（1)計(jì)算模型，并從初始溫 度開(kāi)始，按照步驟3?步驟7相同的計(jì)算方法，計(jì)算出第N+1時(shí)間步時(shí)鋼軌的表面綜合換熱 系數(shù)； 步驟9,以此類(lèi)推，最終計(jì)算出在該噴霧條件下鋼軌（1)的表面綜合換熱系數(shù)隨溫度的 變化曲線(xiàn)； 步驟10,把鋼軌（1)綜合換熱系數(shù)隨溫度變化曲線(xiàn)代入鋼軌（1)計(jì)算模型，計(jì)算鋼軌 (1)噴霧冷卻過(guò)程，求出溫度場(chǎng)，并與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)的方法，其特征 在于：步驟3的導(dǎo)熱系數(shù)為(導(dǎo)熱系數(shù)/W*m_VC，溫度/°C )=((41. 59，20. 0)，（39. 71， 100.0) , (37.48, 200.0), (34.95, 300.0), (32.32, 400.0), (30.0, 500.0), (28.96, 600.0) , (28.08, 650.0), (34.81, 720.0), (23.38, 750.0), (25.68, 850.0), (26.92，950.0))，膨脹系數(shù)為(膨脹系數(shù)/10_5,溫度/°C )=((1. 53，20.0)，（1.575， 100.0) , (1.59, 200.0), (1.625, 300.0), (1.65, 400.0), (1.675, 500.0), (1.625, 550.0) , (1.68, 600.0), (2.03, 620.0), (2.15, 650.0), (2.1, 700.0), (2.151, 720.0) , (2.14, 750.0), (2.038, 800.0), (2.145, 850.0), (1.875, 900.0), (1.85, 950.0) )，定壓比熱為（比熱/J.kg-VC-1，溫度/°C)= ((473.0, 20.0)，（482.0，100.0)， (498.0, 200.0), (513.0, 300.0), (529.0, 400.0), (599.0, 500.0), (635.0, 600. 0), (756.0, 650.0), (1080.0, 720.0), (577.0, 750.0), (624.0, 850.0), (720. 0，950. 0))，密度為7800kg/m3,發(fā)生潛熱的固態(tài)溫度為570°C，液態(tài)溫度為620°C，相 變潛熱為78200J，以l-5mm的尺寸大小劃分單元格，初始溫度為900-980°C，水霧溫度設(shè)定 為 20-25 °C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)的方法，其特征在 于：步驟1中的淬火構(gòu)件是鋼軌（1)，淬火介質(zhì)是水霧，噴霧時(shí)間為150s-200s。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)的方法，其特征在 于：步驟1中的熱電偶（2)的直徑為8mm，探頭長(zhǎng)度為2m，其位置為在鋼軌（1)對(duì)稱(chēng)面上距 離鋼軌（1)上表面5-11mm處。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)的方法，其特征在 于：步驟2中冷卻曲線(xiàn)時(shí)間t為l-10s。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)的方法，其特征在 于：步驟1中的軌頭噴嘴距鋼軌（1)上表面距離為0-400mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)的方法，其特征 在于：步驟1中的淬火介質(zhì)為水霧時(shí)，水霧由流量為0-1. 800 m3/h的水（4)和氣壓為 0-0. 30MPa的空氣（5)霧化得到。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算鋼軌噴霧過(guò)程表面綜合換熱系數(shù)的方法，其特征在 于：步驟1中的噴霧裝置主要由噴嘴（3 )構(gòu)成，噴嘴（3 )有兩個(gè)進(jìn)口，一個(gè)進(jìn)口進(jìn)帶壓的氣體 (4)，另一個(gè)進(jìn)口進(jìn)帶壓的水（5)，噴嘴（3)安裝噴水管上，噴水管與升降桿一端固定連接， 升降桿另一端穿過(guò)殼體通過(guò)絲杠與電機(jī)連接，噴嘴（3)通過(guò)水路管道連接進(jìn)水箱，噴嘴（3) 分別置于鋼軌對(duì)稱(chēng)軸中心線(xiàn)上方、下方及軌腰兩側(cè)。
【文檔編號(hào)】G01N25/20GK104502403SQ201410819684
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】李革, 陳林, 劉志敏, 劉宇雁, 包喜榮, 侯先芹 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)