多排密集圓孔氣體沖擊射流換熱的實驗研究

陳曉丹，劉華飛，李　偉

（1.寶山鋼鐵股份有限公司 鋼管條鋼事業部，上海201900；2.寶山鋼鐵股份有限公司 研究院，上海201900；3.寶山鋼鐵股份有限公司 鋼管條鋼事業部精密鋼管廠，上海201900）

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多排密集圓孔氣體沖擊射流換熱的實驗研究

陳曉丹1，劉華飛2，李偉3

（1.寶山鋼鐵股份有限公司 鋼管條鋼事業部，上海201900；2.寶山鋼鐵股份有限公司 研究院，上海201900；3.寶山鋼鐵股份有限公司 鋼管條鋼事業部精密鋼管廠，上海201900）

氣體沖擊射流的換熱系數是設計噴氣冷卻裝置必需的參數。本文采用實驗方法研究了多排密集圓孔氣體沖擊射流的換熱過程，主要考察了射流雷諾數ReD，普朗特數Pr，無量綱噴嘴間距Xn/d，無量綱噴射高度H/d和排氣方式對平均對流換熱系數的影響。實驗結果表明：平均努謝爾數NuD隨ReD數的0.69次冪增長，隨無量綱數Xn/d的-0.269次冪和無量綱數H/d的-0.273次冪的方式減小，同時設置排氣通道會顯著提高換熱系數。實驗數據整理成平均努謝爾數NuD與ReD數、Pr數、無量綱間距Xn/d、無量綱噴射高度H/d的準則關系式，測量值與回歸結果偏差在7%的范圍內。得到的準則關系式與Martin公式比較，更適合于高開孔率的密集沖擊射流。

多排圓孔氣體射流；沖擊冷卻；對流換熱系數

氣體通過噴嘴噴射到固體表面進行冷卻稱為氣體沖擊射流冷卻，又稱噴氣冷卻［1］。采用氣體沖擊射流進行快速冷卻，實現組織強化，也是最有效最經濟的熱處理工藝之一，為此它在板材、棒材等熱處理中得到了廣泛的應用［1-2］。準確地獲得氣體沖擊射流的換熱系數是這一領域關注的重點［3］。……