ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕМЕНТАРНИХ АКТІВ ГІДРОДИНАМІКИ ТА ТЕПЛООБМІНУ ПРИ ВЗАЄМОДІЇ КРАПЕЛЬ І ПЛІВКИ ВОДИ З ПОВЕРХНЕЮ ПРОКАТНОГО ВАЛКУ

Автор(и)

  • О. Пересьолков
  • О. Круглякова

DOI:

https://doi.org/10.20998/2078-5364.2022.4.01

Ключові слова:

прокатні валки, нагрів, охолодження, тепловіддача, крапельний потік, плівка води, добірник крапель, тепломір, рівняння теплообміну

Анотація

Проведено експериментальні дослідження граничних умов теплообміну для термонапруженого стану прокатних валків під час їх обробки в установці теплової підготовки під час зрошення поверхні плоскофакельними форсунками.

Показано, що гідродинамічні умови на поверхні, що зрошується, формуються як в результаті надходження з плоскофакельної форсунки «первинної» диспергованої води, так і «вторинної» рідини, що надходить із сусідніх ділянок у вигляді відбитих крапель і плівок.

Вплив на теплообмін окремих факторів, що формують гідродинамічні умови на зрошувальній поверхні, вивчався окремо.

Інтенсивність тепловіддачі досліджувалася залежно від густини зрошення, перепаду тиску на плоскофакельній форсунці та температури охолоджуваної поверхні при натіканні «первинного» крапельного потоку на поверхню теплообміну. Локальні значення густини зрошення краплями поверхні під факелом плоскофакельної форсунки вимірювалися за допомогою добірної трубки, що переміщується координатником. При цьому виключалося потрапляння до неї «вторинної» рідини.

Питомий тепловий потік та коефіцієнт тепловіддачі визначався за допомогою тепломіра, виконаного з ніхромової стрічки, що нагрівається постійним струмом. При цьому забезпечувалась ізотермічність поверхні вимірювальної ділянки. Термопарами вимірювали температуру нижньої поверхні стрічки, і потім розраховувалася стаціонарна температура верхньої зрошуваної краплями поверхні тепломіра.

В результаті багатофакторного аналізу експериментальних даних отримано кореляційну залежність коефіцієнта теплообміну від локальних умов зрошення поверхні тепломіра.

Також проводилися дослідження теплообміну під час течії плівки води поверхнею тепломіра. Аналогічна ситуація має місце при розтіканні води із зон зрошення поверхні валка сусідніми плоскофакельними форсунками.

Отримана кореляційна залежність коефіцієнта тепловіддачі від швидкості руху плівки води та температури поверхні, що охолоджується.

Дослідження тепловіддачі при спільній взаємодії з поверхнею теплообміну плівки води, що рухається, і крапельного потоку, що надходить від плоскофакельної форсунки, показали, що інтенсивність тепловіддачі становить приблизно 80-90 % від арифметичної суми коефіцієнтів, отриманих при роздільному охолодженні тепломіра краплями і плівкою води.

Посилання

Bendig L., Raudensky M., Horský J. Spray Parameters and Heat Transfer Coeffi-cients of Spray Nozzles for Continuous Casting // 78th Steelmaking, 54th Ironmaking, and 13th Process Technology Conferences, Nashville, TN, USA, April 2-5, 1995.

Mathematical Modelling of Roll Cooling and Roll Surface Stress / Jayanta Kumar SAHA and others // ISIJ International, Vol. 45 (2005), No. 11, pp. 1641–1650.

Bratuta E.G. Opredelenie plotnostej orosheniya pri ohlazhdenii v sprejerah // Stal. 1983. P. 85-87.

Pereselkov A.R., Kanevskij A.L., Czyan Sh. C. Issledovanie teploobmena v us-loviyah ohlazhdeniya poverhnosti dispergirovannoj vodoj // Izvestiya vuzov. Chernaya metal-lurgiya. 1983. № 11. P. 146–150.

Pereselkov A.R. Teploobmen pri impulsnoj podache dispergirovannoj vody na vysokotemperaturnuyu poverhnost // Visnyk NTU «KhPI». Seriia: Enerhetychni ta te-plotekhnichni protsesy y ustatkuvannia. 2011. №5. P. 118–120.

Issledovanie dispersnogo sostava kapel pri raspylenii zhidkosti pnevmaticheskimi forsunkami / A.R. Pereselkov, G.I. Belov, O.V. Belokon, L.E. Petruhina // Energeticheskoe mashinostroenie. 1980. Vyp. 29. P. 90–94.

Peresolkov O.R., Kruhliakova O.V. Deiaki sposoby zminy struktury krapelnoho potoku pry dysperhuvanni vody ploskostrumennymy forsunkamy // Visnyk NTU «KhPI». Seriia: Enerhetychni ta teplotekhnichni protsesy y ustatkuvannia. 2020. № 1(3). P. 24–29.

Pereselkov A.R. Metodika i rezultaty issledovaniya teploobmena pri raznom ori-entirovanii vysokotemperaturnoj poverhnosti, ohlazhdaemoj dispergirovannoj vodoj // Visnyk NTU «KhPI». Seriia: Enerhetychni ta teplotekhnichni protsesy y ustatkuvannia. 2015. № 17(1126). P. 88–90.

Issledovanie uslovij orosheniya slitka na modeli rolikovoj sekcii MNLZ / A.R. Pereselkov, N.V. Sagajdak, A.L. Nagornyj, S.I. Sen // Intensifikaciya ohlazhdeniya i ispol-zovaniya teplovyh othodov chernoj metallurgii. M.: Metallurgiya, 1987. P. 21–26.

Isachenko V.P., Osipova V. A., Sukomel A. S. Teploperedacha. M.: Energoizdat, 1981. 415 p.

Peresolkov O.R., Kruhliakova O.V. Eksperymentalne doslidzhennia teploobminu mizh plivkoiu vody y poverkhneiu prokatnoho valka v kameri teplovoi pidhotovky // Visnyk NTU «KhPI». Seriia: Enerhetychni ta teplotekhnichni protsesy y ustatkuvannia. 2021. № 4(8). P. 42–46.

Bratuta E.G. Zanochkin L.A., Pavlenko N.S. Metod issledovaniya gidrodinamiki plenki zhidkosti pri sprejernom ohlazhdenii lista // Izvestiya vuzov. Chernaya metallurgiya. 1982. № 4. P. 126–129.

Опубліковано

2022-12-12