一種測定周期性換熱系數的實驗方法
【專利摘要】本發明公開了一種測定周期性換熱系數的實驗方法，用于測定不同換熱周期的換熱系數。本實驗方法所使用的裝置包括：可調節轉速的轉動滾筒、可調節噴射角度和噴射高度的噴嘴、置于滾筒內部的加熱裝置、埋設于滾筒筒體內的熱電偶、溫度收集裝置電連至熱電偶,并將熱電偶的溫度信號輸出。實驗的方法包括數學模型、離散模型的建立，以及根據反問題算法計算傳熱系數，以及根據預設收斂值驗證數據等步驟。本實驗方法具有計算速度快，結果精確度高的優點，且可以根據需要選擇測試的材質，并可模擬多種冷卻狀態，測試不同冷卻環境下的表面傳熱系數，適用范圍廣。
【專利說明】一種測定周期性換熱系數的實驗方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及換熱系數測定這一【技術領域】，具體是一種測定周期性換熱系數的實驗方法。
【背景技術】
[0002]在工業冷卻處理過程中，換熱系數的大小決定著冷卻強度的大小，能夠確定不同冷卻水量、不同噴嘴噴射高度、不同噴射角度與換熱系數之間的關系，對調節冷卻強度有著重要的意義，對制定合理的冷卻制度，提高產品的質量有著決定性的作用。
[0003]周期性換熱存在于工業生產間歇式冷卻的生產流程中，即讓被冷卻工件一次通過排布好的冷卻噴嘴，工件經過噴嘴時處于被冷卻狀態，當離開噴嘴噴射范圍傳向下一個噴嘴時處于非冷卻或者回熱狀態。例如在連鑄的二次冷卻過程中，鋼坯在經過二次冷卻區域時，鋼坯被排布好的噴嘴進行一次冷卻，在噴嘴之間的非冷卻區域，鋼坯的液芯會向外傳熱，讓鋼坯表面回溫。周期性換熱有著冷卻均勻，工件熱應力小的特點，測試不同換熱周期、不同冷卻強度的換熱特性對噴嘴的排布、工件傳送速度、氣壓水壓設定等都有著重要的指導意義。
[0004]目前周期性換熱系數的測定大多采用加熱鋼板，水平移動噴嘴的方法進行冷卻，這種方法存在很大的局限性。首先由于鋼板的幾何特性不能很好的處理熱應力，在冷卻過程中很容易變形，且鋼板的冷卻測試次數有限，更換頻繁，投入費用較高。其次該方法無法進行連續的噴射，只能往復式噴射，不符合周期性換熱的噴射特點。再次鋼板式移動噴嘴的方法無法自由調節的噴射角度，無法測定傾斜角度噴射的換熱特性。
[0005]因此，在考慮測試費用，測試調節范圍，測試精度的基礎上，提供一有效的測定周期性換熱系數的實驗方法對工業冷卻生產中制定合理的冷卻制度有著積極的作用。
【發明內容】
[0006]本發明需要解決的技術問題就在于克服現有技術的缺陷，提供一種測定周期性換熱系數的實驗方法，用來測試不同材質原料在不同周期換熱下的熱流量、換熱系數，達到計算速度快，計算精度高的。
[0007]為解決上述問題，本發明采用如下技術方案:
一種測定周期性換熱系數的實驗方法，其包括一實驗裝置，該裝置包括可調節轉速的轉動滾筒、可調節噴射角度和噴射高度的噴嘴、置于滾筒內部的加熱裝置、埋設于滾筒筒體內的熱電偶、電連至熱電偶及將溫度信號輸出的溫度收集裝置；
具體實驗方法包括以下步驟:
第一步:利用需要測試的材質制成轉動滾筒，置于實驗裝置上，根據測試需要調節好滾筒的轉速；根據所需模擬的冷卻環境，調節好噴嘴的噴射高度以及噴射角度；利用加熱裝置對滾筒進行加熱；
第二步，利用溫度收集裝置記錄筒體內部溫度數據，獲得筒體淬
【權利要求】
1.一種測定周期性換熱系數的實驗方法，其包括一實驗裝置，該裝置包括可調節轉速的轉動滾筒、可調節噴射角度和噴射高度的噴嘴、置于滾筒內部的加熱裝置、埋設于滾筒筒體內的熱電偶、溫度收集裝置電連至熱電偶，并將熱電偶的溫度信號輸出； 具體實驗方法包括以下步驟: 第一步:根據測試需要調節好轉動滾筒的轉速；根據所需模擬的冷卻環境，調節好噴嘴的噴射高度以及噴射角度；利用加熱裝置對轉動滾筒進行加熱； 第二步，利用溫度收集裝置記錄筒體內部溫度數據，獲得筒體淬
2.如權利要求1所述的一種測定周期性換熱系數的實驗方法，所述轉動滾筒的材質可以根據測試需要相應選擇。
3.如權利要求1或2所述的一種測定周期性換熱系數的實驗方法，所述第三步中，利用筒體各測溫點建立傳熱數學模型的方法如下:
4.如權利要求1所述的一種測定周期性換熱系數的實驗方法，所述第六步中ε〈0.001。
5.如權利要求3所述的一種測定周期性換熱系數的實驗方法，所述
【文檔編號】G01N25/20GK103995017SQ201410139701
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】趙增武, 張亞竹, 胡強 申請人:內蒙古科技大學