工业生产中冷却平台的非稳态导热数值研究

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Numerical study of the unsteady state heat conduction of coolingplatform in industrial productionLiu Jun-qiang，Ning Zhen，Tang Qiang，Zhang Yong-heng(Mechanical and electrical colege of Jiaotong university，Lanzhou Gansu 730030，China)Abstract：Through the introduction of a cooling platform structure and working environment in industrial production，its mod-els is established，the initial boundary conditions and the d are divided for the models，and unsteady state conduction equa-tion without inner heat is discreted in three dimensional body fitted coordinates.Numerical calculation in diferent size models，the platform cooling temperature field is got and the production requirements could meet the unsteady state heat conductiontime，and the results are analyzed and demonstrated。

Key words：cooling platform ；unsteady state heat conduction；numerical study1 模型描述在某-工业生产中，-块红热钢板放置在-冷却平台上，冷却平台中有冷却孔，孔中通水冷却，钢板初始温度为900C，要求温度降温到200℃以内。图1为结构示意图，上部为红热钢板，总热量为Q，下部为冷却平台，在距离冷却平台表面b处加工-排直径为D的孔，孔数量为 ，孔间距为 a(非孔的中心距)，孔内通水冷却。推导公式时，时间设为t；钢板长度可自定，设为 L；希望能得到水流速度 u与 a、b、D之间的关系公式。

图1 冷却平台及钢板尺寸示意图 图2 计算拈该模型尺寸及工况如下：e2m，厂10mm， Im，a15mm，其中f为(管长)，此处假设f ； 0；dD； bD/2，冷却水速度 ：2m/s，环境温度To 20C。

雷诺数：： f 1)f采用 Gnielinski公式：1 1[1( 1) 。]cl V-----二-- ---I lIll 12.7 ∥8(Pr - ) ， (2)对于液体：(此处介质为水)：( 叭 ㈩其中：-厂(1.82 lgRe-1.64) (4)换热系数为：hXNu/d1177.5 (5)2 冷却平台传热分析根据模型温度分布对称性特点，取图2的拈进行分析。显然该问题为-非稳态导热问题∝制方程和初边条件如下。

控制方程：OdT div(J9Ac。-gradT) dp 式中：A为导热系数，P为密度，为c 定压比热容。

收稿 日期：2013-O1-07作者简介：刘军强(1984-)，男，甘肃兰州人，在读硕士，研究方向：强化化热。