大型轴类工件喷气冷却流动与传热特性数值模拟分析

"大型轴类工件喷气冷却流动和传热特性的数值模拟 (2011年)" 本文是一篇工程技术领域的论文，主要探讨了大型轴类工件在喷气冷却过程中的流动和传热特性。研究以一个特定的喷气冷却装置为对象，通过对直径在1000至3000毫米之间的大型轴类工件进行数值模拟，深入理解其冷却机制。 在数值模拟中，研究者分析了具有两个相对缝隙的大型轴类工件在喷气冷却装置内的流动和传热特性。他们对比了计算结果与实验数据，验证了模型预测的准确性。通过这一过程，他们揭示了大型喷气冷却装置内气体流动的特性，并且研究了双缝隙喷气冷却对轴类工件传热的影响。 结果显示，沿轴向方向，缝隙射流冲击区域和壁面射流区域的轴向速度较低，而在射流之外的区域，轴向速度相对较高，且随着装置高度的增加，平均轴向速度呈现增加趋势。此外，工件轴截面的平均努塞尔数(Nu)并不随装置高度的变化而改变，而轴类工件表面的平均努塞尔数(Nu_m)则随无量纲曲率半径(D/B)的增大而减小。 论文进一步讨论了喷气冷却技术在大型轴类工件热处理中的应用。由于喷气冷却装置通常采用多缝隙布局，空气以缝隙射流的形式作用在工件表面，从而快速冷却工件。了解此类装置内部的流动传热特征对于优化设计和控制冷却过程至关重要，特别是在考虑工件的冷却速度和组织转变方面。 由于大型轴类工件的尺寸和结构复杂性，实验测量存在困难，因此数值模拟成为了研究此类问题的主要工具。这篇论文的贡献在于为理解和改善大型轴类工件的喷气冷却工艺提供了理论依据，对于提升热处理效率和质量具有重要意义。 关键词涉及大型轴类工件、喷气冷却、流动传热和数值模拟。这四个关键词反映了论文研究的核心内容，即通过数值方法研究大型工件的冷却流程，以及冷却过程中热量传递的规律。 这篇论文对工程技术人员和研究人员有很高的参考价值，可以帮助他们在设计和优化大型轴类工件的喷气冷却系统时，更好地理解并预测冷却性能，从而提高生产效率和产品质量。