镁合金板材轧辊流体传热液固耦合传热模型研究

张国花¹，马立峰¹，黄庆学^1,2，黄志权¹，林金保¹，刘鹏涛²，房大庆³

1. 太原科技大学重型机械教育部工程研究中心2. 太原理工大学3. 太原科技大学材料科学与工程学院

摘 要：针对目前镁合金板材轧制过程轧辊温度控制方式简易,精度差,易造成板材的板形、板厚及裂纹等缺陷,采用流体循环流动传热的方式对轧辊进行温度控制,且使用Fluent软件对二者间的流固耦合传热过程进行了数值模拟,并进行了实验验证,给出了其传热过程中轧辊温度场的趋势和规律。结果表明:该方法加热轧辊时,其表面温度分布较均匀,边部与中间的温差最大为6℃,且流体温度与速度对其影响较小;在不同的流体温度和流体速度下,轧辊表面温度均呈速率减小的趋势上升,流体温度升高及速度增大时,轧辊温升变快,且流体温度对轧辊温升的影响大于流体速度对其的影响;得出了在不同加热条件下,轧辊表面的温度值与时间的关系式;对轧辊停止加热后到轧辊表面开始温降有一段延续期,流体的温度越高,延长时间越长;轧辊温升阶段的模拟结果与实验结果相比,流体温度升高,其误差变大,轧辊温度升高,误差也变大,两者间最大误差为16.16%,总体结果较吻合,表明该模型可以正确表示流体加热轧辊的传热过程。

关键词：镁合金;流体加热;流固耦合;传热模型;数值模拟;