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真空爐高壓氣體淬火的計算機模擬及其應用
真空爐高壓氣體淬火的計算機模擬及其應用
本文介紹應用計算流體動力學方法,建立真空爐高壓氣體淬火的計算機模型,分析真空爐主要工藝參數對淬火工藝的影響,以及真空爐設計優(yōu)化的一些措施。
高壓氣體淬火真空爐問世已十多年,它主要用于工具鋼和模具鋼的淬火,最近也處理一些小斷面高強度鋼。高壓氣體真空爐由一臺鼓風機熱交換器和均勻分布通淬火氣體的許多管道組成。其工作簡圖如圖1所示。影響系統(tǒng)冷卻效率的主要參數除了淬火氣體的壓力外.還有淬火氣體的類型、熱交換器的性質、鼓風饑的容量以及淬火氣體流過工件的速度等對淬火工藝影響較大。通過實測與計算機模型計算獲得氣淬工藝的各項重要參數,掌握了關鍵的淬火參數,就能改進真空爐的設計.從而提高工作效率和經濟效益。圉l真空爐工作原理簡圖2計算機模型的建立和驗證隨著計算機技術的發(fā)展.計算流體動力學(cFD)已成為研究流體和熱傳輸問題的重要手段。這種分析方法與傳統(tǒng)的實驗分析法相比有許多優(yōu)點。如CFD允許研究單個參數而不改變其他參數.用實驗方法很難單獨研究一、參數而其他參數不變的情況。在氣體淬火研究中,使用CFD方法可使在實際實驗中做類似研究設備改型費用和爐時消耗最少;另外,如超壓或爆炸性氣體等有潛在危險的情況,CFD仍可安全地進行淬火模擬。在開始建立模型之前,先做一系列實驗取得數據。便于驗證所建模型的精度。
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