Математическое моделирование нагрева полосы листового металла атакующими струями

Abstract

В работе создана и программно реализована математическая модель нагрева движущейся полосы термически тонкого металла системой струй нагретого нейтрального газа. Эта модель представляет собой стационарную двумерную задачу теплопроводности для движущейся с постоянным скоростью полосы с локальными граничными условиями третьего рода, соответствующими заданной схеме расположения атакующих струй и ее параметрам. Для описания теплоотдачи от струй к поверхности полосы использованы эмпирические зависимости. Модель применена для исследования влияния различных параметров системы подачи струй на процесс нагрева полосы металла. При численном моделировании было рассмотрено влияние таких факторов как: скорость движения и толщина полосы металла; количество сопел и характер их расположения относительно полосы; скорость истечения струй, диаметр сопел и расстояние от среза сопла до поверхности полосы.

A mathematical model of heating a moving strip of thermally thin metal by a system of jets of heated neutral gas has been created and software implemented. This model is a stationary two-dimensional heat conduction problem for the strip moving with a constant speed with local boundary conditions of the third kind, corresponding to a given layout of attacking jets and its parameters. Empirical dependences are used to describe the heat transfer from the jets to the strip surface. The model is used to investigate the effect of various parameters of the jet supply system on the process of metal strip heating. Numerical modeling considered the influence of such factors as: velocity and thickness of metal strip; number of nozzles and character of their location relative to the strip; jet flow rate, nozzle diameter and distance from the nozzle cut to the strip surface.