К вопросу о постановке задачи исследования взаимодействия струи высокотемпературного азота с поверхностью металла

Abstract

Целью работы являлась постановка задачи численного моделирования процесса взаимодействия высокотемпературной струи азота с плоской поверхностью при использовании щелевидного сопла. Проведён анализ исследований данного вопроса, который показал необходимость учёта влияния таких параметров, как расстояние от среза сопла до поверхности металла (ℎ), скорость истечения азота из сопла (𝑈0), диаметр сопла (𝑑), температура истечения азота (𝑇0), так как они оказывают существенное влияние на аэродинамические характеристики струй при взаимодействии их с нагреваемой поверхностью. Определены последующие этапы исследования: экспериментальное исследование распределения плотности теплового потока в области взаимодействия струй с поверхностью стальной ленты и влияния на них основных факторов, определение оптимального расположения сопел по отношению к поверхности нагреваемого материала с помощью программного пакета FloEFD.

The aim of the work was to formulate the problem of numerical simulation of the interaction of a high-temperature nitrogen jet with a flat surface using a slotted nozzle. An analysis of the studies of this issue was carried out, which showed the need to consider the influence of such parameters as the distance from the nozzle exit to the metal surface (.), the rate of nitrogen outflow from the nozzle (..0), the nozzle diameter (..), the temperature of the nitrogen outflow (..0), since they have a significant effect on the aerodynamic characteristics of the jets when they interact with the heated surface. The following stages of the study were determined: an experimental study of the distribution of the heat flux density around interaction of jets with the surface of a steel strip and the influence of the main factors on them, determination of the optimal location of the burners in relation to the surface of the heated material using the FloEFD software package.