[发明专利]提升高速线材风冷均匀性的控制方法

权利要求书

1.一种提升高速线材风冷均匀性的控制方法，其特征在于，工艺步骤及控制的技术参数如下：

(1)建立盘条在风冷线上堆积几何模型：其堆积疏密程度取决于规格和辊速，设x为辊道前进方向，y为垂直于辊道向上方向，z为平行于传送辊方向；于是，x-y面为沿辊速方向穿过风冷线中心的纵截面，y-z面为垂直于辊速方向的横截面；

(2)模拟风机不同功率下空吹的风场：采用有限元软件模拟计算0～100％不同风机功率空吹的风场速度，再根据手持测风仪实测值修正该模型；设定调节变频风机的功率到50％、80％、100％，测定风机22个出风口的冷速，风量80％和100％时的冷速大约是风量50％的1.6倍和2倍，冷速和风量近乎线性关系，且22个风口从左至右排列呈现出中间高、两边低分布，当风量为50％时，中间最高冷速为25m/s，两边最低冷速为11m/s；

(3)模拟不同佳灵角度下风机空吹的风场：采用有限元软件计算0～18°的不同佳灵角度下风机空吹的风场速度，再根据手持测风仪实测值修正该模型；

(4)模拟不同辊道速度下风机空吹的风场：采用有限元软件模拟计算0.2～2.0m/s的不同辊道速度下风机空吹的风场速度，再根据手持测风仪实测值修正该模型；

(5)计算盘条堆积模型在叠加风场中风速分布及换热系数：将盘条堆积几何模型带入如上风场模型中，计算盘条堆积模型在风场中风速分布及换热系数；风冷线上，包含三种传热，即强迫对流换热、自然换热和辐射换热。

2.根据权利要求1所述的提升高速线材风冷均匀性的控制方法，其特征在于，

强迫对流换热系数α_fe公式为：

Nulam=0.664Reψ0.5Pr0.33=0.664(0.5uπdwψv)0.5(vα)0.33]]>

Nuturb=0.037Reψ0.8Pr1+2.443Reψ-0.1(Pr0.67-1)=0.037(0.5uπdwψv)0.8vα1+2.443(0.5uπdwψv)-0.1[(vα)0.67-1]]]>

式中：Nu_fc为强迫对流换热努赛尔数，λ_a为空气导热系数，v为运动粘度，α为热扩散系数，Nu_lam和Nu_turb考虑层流和湍流，Re_Ψ为雷诺数，P_r普朗特数，u为风速，Ψ为几何特征参数，将每圈盘条视作很短的圆柱体，V_free为立方体阴影部分的体积，V为立方体体积：

ψ=VfreeV=1-π4dwΔz(1+Δydw)-1]]>

自然换热的努塞尔数由下式计算：

Nunc=1.18(0.71Gr)0.125=1.18(0.71aVΔTlc3v2)0.125]]>

式中：Gr为格拉晓夫数，a_V为体积变化系数，l_c为特征尺寸，l_c＝2.636×10^-3Δx^-0.791

辐射换热系数采用黑体辐射公式计算：

αr=ϵscb[(Tw100)4-(T0100)4]Tw-T0.]]>