平流铸造 Fe78Si9B13 非晶合金薄带流动
与传热的数值模拟

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2015.11.010

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2015, Vol. 43 ›› Issue (11): 67-74.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2015.11.010

平流铸造 Fe₇₈Si₉B₁₃ 非晶合金薄带流动与传热的数值模拟

孙海波¹,李烈军^1,2

1. 华南理工大学机械与汽车工程学院
2．广东韶关市华工高新技术产业研究院

收稿日期:2014-12-08 修回日期:2015-07-02 出版日期:2015-11-25 发布日期:2015-10-01
通信作者: 孙海波( 1986-) ，男，博士，助理研究员，主要从事现代先进铸造技术研究 E-mail:sunmyseven@126.com
作者简介:孙海波( 1986-) ，男，博士，助理研究员，主要从事现代先进铸造技术研究
基金资助:
中国博士后科学基金资助项目( 2014M562176)

Numerical Simulation on Flow and Heat Transfer Behaviours During Planar Flow Casting of Amorphous Alloy Fe₇₈Si₉B₁₃ Ribbon

Sun Hai-bo¹ Li Lie-jun^1，2

1． School of Mechanical and Automotive Engineering，South China University of Technology 2． Shaoguan-SCUT Institute of High-Tech Industries

Received:2014-12-08 Revised:2015-07-02 Online:2015-11-25 Published:2015-10-01
Contact: 孙海波( 1986-) ，男，博士，助理研究员，主要从事现代先进铸造技术研究 E-mail:sunmyseven@126.com
About author:孙海波( 1986-) ，男，博士，助理研究员，主要从事现代先进铸造技术研究
Supported by:
Supported by the China Postdoctoral Science Foundation( 2014M562176)

摘要/Abstract

摘要： 基于二维非稳态传热－多相流耦合模型和三维非稳态单辊结晶器传热模型，结合生产数据，对平流铸造 Fe78 Si9B13时熔潭形成过程中的流动、传热现象以及结晶器内的传热特征进行了研究．结果表明: 在文中工艺条件下，熔潭稳定形成后，其上游弯月面呈 C 形，下游弯月面呈带波纹的斜坡状; 结晶器达到热平衡状态的时间为 20 s; 高温熔体对结晶器冲击后，会在距表面 0． 0004 m 范围内形成一个热冲击区，该区域表面中心最高温度可达 513． 5 K; 与径向热膨胀相比，结晶器周向热膨胀对实际总膨胀量的贡献更大，约为 96% ．

关键词: 平流铸造, 非晶合金, 流动, 传热, 数值模拟

Abstract: On the basis of two models，namely，the developed coupled model of two-dimensional transient heat transfer and multiphase flow and the model of three-dimensional transient heat transfer of single-roller crystallizers， the fluid flow and heat transfer behaviors during the puddle forming precess of the planar flow casting ( PFC) of Fe78 Si9B13 as well as the heat transfer characteristics of rollers are investigated according to the production data． The results show that ( 1) under a given casting condition，the upstream and downstream meniscuses of the formed puddle are respectively in a crescent shape and in a slope shape with ripple; ( 2) the time for the crystallizer to reach a quasi-thermal equilibrium state is 20 s; ( 3) the impact of high temperature melts on the crystallizer causes an melt impact region of a depth of 0. 0004 m to form，where the maximum temperature in the center of crystallizer surface is about 513. 5K; and ( 4) in comparison with the radial thermal expansion，the circumferential thermal expansion of crystallizer plays a more important role in the actual total expansion，which accounts for 96% ．

Key words: planar flow casting, amorphous alloy, flow, heat transfer, numerical simulation

孙海波李烈军. 平流铸造 Fe₇₈Si₉B₁₃ 非晶合金薄带流动与传热的数值模拟[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(11): 67-74.

Sun Hai-bo Li Lie-jun. Numerical Simulation on Flow and Heat Transfer Behaviours During Planar Flow Casting of Amorphous Alloy Fe₇₈Si₉B₁₃ Ribbon[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2015, 43(11): 67-74.

[1]	于鸣泉, 赵继云, 满家祥, 等. 高水基液压马达配流机构的研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(9): 19-29.
[2]	卢志民, 李博航, 唐雯, 等. 燃煤电厂SCR脱硝系统喷氨优化模拟[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(8): 62-70.
[3]	张东, 徐宝睿, 王森, 等. 非对称微通道平板脉动热管的变工况实验研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(8): 51-61.
[4]	王振民, 谢惠民, 李栩延, 等. 核用小直径传热管衬管焊接TIG焊枪的设计及优化[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(7): 1-11.
[5]	甘云华, 廖月鹏, 袁辉, 等. 通讯基站分离式热管换热器的传热性能实验研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(6): 109-118.
[6]	刘定平, 张向阳, 陈爱桦, 等. 基于正交设计的旋流管式除雾器性能的数值分析[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(6): 89-96.
[7]	麻向军, 王臻, 姚志强, 等. 偏心转子挤出机中UHMWPE熔体流动特性的数值模拟[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(5): 114-121.
[8]	戴公连, 陈坤, 葛浩, 等. 钢轨非接触式无损检测技术数值模拟研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(4): 44-52.
[9]	谢志辉, 刘瀚钰, 吴杰长, 等. 管壳式换热器热-磁-流耦合强化换热数值分析[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(3): 22-32.
[10]	甘云华, 刘润溪, 袁辉, 等. 整体式微通道换热器的性能分析[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(3): 13-21.
[11]	李树勋, 胡迎港, 李成, 等. 基于代理模型的轴流式调节阀阀体型线优化[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(3): 41-52.
[12]	田立丰, 郭美琦, 丁浩, 等. 超声速边界层气动光学效应及控制研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(2): 137-146.
[13]	于鸣泉, 赵继云, 满家祥, 等. 低速大扭矩液压马达配流机构研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(11): 101-109.
[14]	杜建明, 房倩, 王赶, 等. 高速列车经过双线隧道瞬变压力及压力梯度特征[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(9): 58-68.
[15]	张东, 侯宏艺, 李庆亮, 等. 非均匀热流密度条件下脉动热管运行特性分析[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(7): 126-135.

平流铸造 Fe₇₈Si₉B₁₃ 非晶合金薄带流动与传热的数值模拟

Numerical Simulation on Flow and Heat Transfer Behaviours During Planar Flow Casting of Amorphous Alloy Fe₇₈Si₉B₁₃ Ribbon

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价