[發(fā)明專利]氣體噴嘴冷卻性能的測量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110255200.8
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102359871A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設計）人: 廖慧;伍成波
• 申請（專利權）人: 中冶南方（武漢）威仕工業(yè)爐有限公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發(fā)明屬于冷軋金屬板帶熱處理技術領域，尤其涉及熱處理工藝中，一種氣體冷卻裝置 的冷卻性能實驗測量方法，用于金屬熱處理工藝中氣體冷卻裝置的研究開發(fā)領域。

背景技術

隨著各產業(yè)對高質量產品的需求不斷增加，對金屬板熱處理的工藝要求越來越嚴格，在 熱處理過程中，為了得到一定機械性能和良好表面特性的金屬板帶產品，需要將金屬板加熱 到臨界溫度以上，然后用氣體噴吹冷卻方法，并嚴格控制冷卻速率在工藝許可的范圍內。因 此，為了開發(fā)適應這種精細的熱處理工藝的冷卻設備，需要對氣體噴吹冷卻裝置的性能進行 測試和檢驗，確保適應熱處理工藝的需要。但由于熱處理往往在特殊氣氛(如純氮氣、氮氣 與氫氣混合氣、純氫氣、氮氣與氨氣混合氣等)中進行，這些氣體十分危險或無法通過實驗 裝置直接測量，因此需要用安全的空氣替代，并將測量到的空氣的數(shù)據(jù)，換算成工程原型中 真實的工作氣氛狀態(tài)。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種氣體噴嘴冷卻性能的測量方法，該方法可對氣 體噴嘴冷卻性能進行離線測量，且操作簡便，安全性好。

本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案是：氣體噴嘴冷卻性能的測量方法，其特征在于 它包括如下步驟：

第一步，氣體噴嘴冷卻性能的測量系統(tǒng)的準備：氣體噴嘴冷卻性能的測量系統(tǒng)由供風系 統(tǒng)、氣體噴嘴、電加熱系統(tǒng)和測量系統(tǒng)組成；供風系統(tǒng)包括風機2、第一蝶閥3、流量孔板4、 風箱5；風箱5的進風端由第一風管與風機2的輸出口相連通，第一風管上設有第一蝶閥3 和流量孔板4；風箱5的出風端設有氣體噴嘴組，在第一蝶閥3與風機2的輸出口之間的第 一風管上連接第二風管，第二風管與放散器16相連通，第二風管上設有第二蝶閥21；

電加熱系統(tǒng)由變壓器12、可控硅調壓器13、銅排線纜14和電加熱平板15組成；變壓器 的輸入端與380V的交流電源11相連，變壓器的輸出端設有可控硅調壓器13，可控硅調壓器 13的輸出端由銅排線纜14與電加熱平板15相連；電加熱平板15位于氣體噴嘴組與測量系 統(tǒng)的測量黑箱的開口端之間；

測量系統(tǒng)由測量黑箱與紅外熱像儀10組成；測量黑箱的一端為開口端并朝向電加熱系統(tǒng) 的電加熱平板15，測量黑箱的另一端設有熱像儀觀測孔9，熱像儀觀測孔9外側設有紅外熱 像儀10；

第二步，噴嘴冷卻的空白實驗：不啟動供風系統(tǒng)，打開交流電源11，啟動可控硅調壓器 13，將電壓逐步調高，電流通過銅排線纜14和電加熱平板15構成的加熱回路，將電加熱平 板15加熱；測量者通過紅外熱像儀10觀測電加熱平板15的表面溫度變化，直到其電加熱平 板15的板面平均溫度達到實驗設定值(實驗設定值，由實驗員根據(jù)工程原型中被冷卻的熱金 屬平板的溫度范圍、電加熱平板15的耐溫能力以及紅外熱像儀10的最佳測量溫度區(qū)間，綜 合考慮后確定；可僅取上述三者的交集區(qū)間的中間值，進行一組實驗；如需要提高實驗測量 結果的可靠性，可在上述溫度區(qū)間的交集中，每隔20℃～30℃取一溫度設定點，進行多組實 驗，然后將多組實驗結果進行曲線回歸)；電加熱平板15穩(wěn)定在溫度的實驗設定值后，測量 整個加熱回路的電流和電壓值；其中電壓值可以通過可控硅調壓器13自帶的電壓表測得，電 流值可以使用鉗表電流計測得；重復測量電流電壓值超過3次，兩次間的間隔不少于5min， 將每次電流值I₀和電壓值V₀記錄下來，其乘積的平均值P₀(即加熱功率)作為無噴嘴強制 冷卻時的系統(tǒng)散熱量；

第三步，先關閉電加熱系統(tǒng)，啟動供風系統(tǒng)；在氣體噴嘴冷卻性能的測量系統(tǒng)使用之前， 需要首先啟動供風系統(tǒng)，并采集風箱5的空氣流量數(shù)據(jù)；逐漸加大主回路上的第一蝶閥3的 開度，直至流量孔板4測得的氣體流量達到實驗設定的氣體流量(實驗設定的氣體流量，應 保證在此流量下，氣體噴嘴處的雷諾數(shù)Re與工程原型中的噴嘴工作時的Re偏差在±20％以 內)；