淬火过程传热与流动规律数值研究
【摘要】：淬火就是将金属或合金加热到一定温度后，迅速浸入到淬火介质中快速冷却过程。淬火是一项古老的改善金属工件机械性能的工艺，常用来消除内部应力和改善金属的结构以满足需要。
淬火过程研究一直是机械制造及工艺领域内的热点问题。随着计算机技术的发展，数值计算方法得到了空前发展并在各方面取得应用。自20世纪70年代以来，随着计算机技术和热处理技术的不断发展和完善，国内外迅速开展起淬火过程计算机数值模拟技术的应用和研究工作。国内外许多学者对计算机数值模拟技术进行了大量研究并取得丰富的研究成果。
淬火过程是一个复杂的过程，研究内容涉及各个方面，本文主要是针对淬火过程中淬火介质的流动以及液固耦合传热规律进行了研究。本文从基础的质量、动量以及能量守恒定律出发推导了淬火过程中淬火介质的汽液两相流动控制方程组，同时给出了方程组的时均形式，并对定解方程的边界条件和初始条件作了分析。对于多相流动中相间的各种作用力做了详细讨论并根据实际情况进行了必要的假设，由于计算资源和时间的限制，将对计算结果影响较小的项作了简化或忽略。淬火过程中金属的导热与流体的相变及对流传热耦合在一起，使得计算复杂化。本文对金属表面的沸腾情况作了理论分析并选择了相应的沸腾传热关联式，使汽液两相流动的质量方程封闭。
作者根据实际的物理过程，自行设计用户自定义函数来完成有液固耦合传热的有相变的多相流动的数值计算。计算结果表明：金属表面温度随时间的变化曲线与文献中实验数据吻合较好，加热面上的最大和最小热流密度与文献中计算值接近。文中计算方法可以用在金属淬火过程中进行传热传质计算，从而确定金属及合金内的温度场分布。利用计算得到的温度场进行热应力分析。研究工作表明流体流动和传热与固体传热进行耦合计算是可行的，对于实际的物理过程进行精确的模拟还需要进行大量的研究工作。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TG156.3
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| 1 |
李强,王葛,陈乃路;淬冷过程工件温度场的计算机模拟与实验[J];燕山大学学报;2002年04期 |
| 2 |
赖宏,刘天模;45钢零件淬火过程温度场的ansys模拟[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年03期 |
| 3 |
樊东黎;先进热处理生产技术的重点发展领域[J];国外金属热处理;2002年01期 |
| 4 |
叶健松,李勇军,潘健生,胡明娟;大型支承辊热处理过程的数值模拟[J];机械工程材料;2002年06期 |
| 5 |
顾汉洋,郭烈锦;垂直圆管内湍流泡状流的数值研究[J];化工学报;2004年04期 |
| 6 |
顾剑锋,潘健生,胡明娟,沈甫法;冷轧辊淬冷过程数值模拟的研究[J];金属热处理学报;1999年02期 |
| 7 |
李勇军,潘健生,胡明娟,田东,张伟民;淬冷过程非线性有限元分析的单元选择[J];金属热处理学报;1999年04期 |
| 8 |
张伟民,潘健生,钱初钧,李勇军,张戈;热处理数值模拟与远程服务[J];金属热处理学报;2001年01期 |
| 9 |
张立文，赵志国，范权利，高峰，黄家有，高守义, 刘旭东;35CrMo钢大锻件淬火过程组织分布的计算机预测[J];金属热处理学报;1994年04期 |
| 10 |
胡明娟，潘健生，李兵，田东;界面条件剧变的淬火过程三维温度场的计算机模拟[J];金属热处理学报;1996年S1期 |
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|
| 1 |
杨友麒;;沸腾传热研究的近况[J];科学通报;1963年07期 |
| 2 |
李修伦,黄鸿鼎,冯亚云;两相流沸腾传热研究的进展[J];化学工程;1981年02期 |
| 3 |
林理和,刘楚芸,吴连方,顾福民;管内多孔质表面强化低温液体沸腾传热的研究[J];深冷技术;1985年05期 |
| 4 |
李修伦，闻建平;三相流沸腾传热[J];高校化学工程学报;1995年04期 |
| 5 |
贾岫庄,沈自求;通入同种及异种气(汽)体强化水平管束沸腾传热的实验研究[J];高校化学工程学报;1990年01期 |
| 6 |
张利斌,李修伦,张金钟,林瑞泰;三相循环流化床中沸腾传热特性[J];化工学报;1999年02期 |
| 7 |
吴锦元,徐洪峰,王树楹;垂直管内降膜沸腾传热的研究[J];化学工程;1990年05期 |
| 8 |
程景耀,王一平,张金利,郭翠梨;自然循环固相强化沸腾传热的实验研究[J];化学工业与工程;2002年05期 |
| 9 |
杨伟年,谭盈科,陆应生,魏怀亮,阮志强;多头内螺纹管管内R12沸腾传热强化的研究[J];化学工程;1988年01期 |
| 10 |
汪荣顺,钱鸿章,谢鸿济;多孔层管内液氮自然循环饱和沸腾传热研究[J];真空与低温;1998年02期 |
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