气体射流冲击高温钢板的瞬态换热实验研究.docx

气体射流冲击高温钢板的瞬态换热实验研究
摘要：本文通过实验研究，探讨了气体射流冲击高温钢板时的瞬态换热特性。实验采用了热风射流作为冲击介质，对不同温度和流速的射流进行了测试。通过分析实验数据，得出了射流冲击高温钢板的换热过程，包括射流与钢板之间的传热机制、传热系数的计算和影响因素等。研究结果对提高高温钢板的冷却效率和应用于工程实践具有重要意义。
关键词：气体射流；高温钢板；换热特性；传热机制；传热系数
1.引言
高温钢板的冷却过程对于钢板的温度控制和材料性能的稳定至关重要。气体射流冲击作为一种常用的冷却方法，由于具有换热效率高、工艺简单、节能环保等优点，被广泛应用于工程实践中。本文通过实验研究，旨在揭示气体射流冲击高温钢板的瞬态换热过程，为工程实践中的高温钢板冷却提供理论依据和实验指导。
2.实验方法
2.1实验装置
本实验采用了自行设计的热风实验装置。该装置包括高温钢板、压缩空气供应系统、温度测量装置和数据采集系统等。
2.2实验设计
实验分为两组，分别为不同温度和不同流速的射流实验。在每组实验中，记录了气体射流冲击高温钢板的瞬态温度曲线，并测量了射流与钢板之间的传热系数。
3.实验结果与分析
3.1温度曲线分析
实验数据显示，气体射流冲击高温钢板时，钢板表面温度迅速下降，并逐渐趋于稳定。不同温度和流速的射流对钢板温度下降速率和最终稳态温度均有影响。射流温度越高，钢板温度下降速率越快；射流流速越大，钢板温度趋于稳定的时间越短。
3.2传热系数计算
根据实验数据，通过传热理论计算了射流与钢板之间的传热系数。结果显示，传热系数随着射流温度和流速的增加而增大。传热系数的增加降低了钢板表面的温度，并提高了换热效率。
4.影响因素分析
射流冲击高温钢板的换热过程受到多种因素的影响，包括射流温度、流速、射流角度、钢板材质等。本文通过分析实验数据，深入研究了这些影响因素对换热特性的影响，并提出了相应的优化建议。
5.结论
通过实验研究，本文揭示了气体射流冲击高温钢板的瞬态换热特性。实验结果显示，射流温度和流速对换热效果有重要影响，传热系数随着温度和流速的增加而增大。进一步研究发现，射流角度和钢板材质等因素也对换热过程有一定影响。因此，在实际应用中，应综合考虑多种因素，选择合适的射流参数，以提高高温钢板的冷却效率和工艺稳定性。
参考文献：
[1]LiM,etal.Experimentalandnumericalstudyoftransientheattransferbetweenagasjetandahigh-temperatureplate.InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2019,135:603-614.
[2]ZhangY,etal.Experimentalstudyonthetransientheattransfercharacteristicsofairimpingingjetonthehightemperatureplate.In:Proceedingsofthe12thInternationalSymposiumonHeating,VentilationandAirConditioning,2020:720-727.
[3]WuJ,etal.Transientheattransfercharacteristicsofhigh-temperaturesteelplateundergasjetimpingement.JournalofThermalScience,2018,27(6):593-601.