一种板坯时空传热性能获取方法与流程

技术特征：
1.一种板坯时空传热性能获取方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、制备板坯标准样品，并根据板坯标准样品的规格、参数，进行介尺度划分；并获取与介尺度相对应的各区域烟气温度；s2、获取模式边界：利用采集的各介尺度相对应的各区域烟气温度进行分类、滤波处理获取间断边界，采用系统辨识方法得到连续边界函数；s3、构建介尺度微元体传热模型；s4、获取温度变化规律；s5、获取热力学能增量；s6、获取热效率；s7、根据得到的微元体热力学能增量和热效率分布规律，判断整个板坯加热过程的稳定性，获得提高板坯热效率的方法。2.根据权利要求1所述的一种板坯时空传热性能获取方法，其特征在于：s3中构建介尺度微元体传热模型，具体过程包括：利用获取的连续边界条件，建立介尺度微元体传热模型，求解出介尺度微元体温度水平t
i,j
，即第i个微元体在第j位置板坯温度，结合样品板坯检测温度t
i,j
′
，验证建立的介尺度微元体传热模型的正确性，若二者计算误差|ε|≤10
‑6，则记录下介尺度微元体温度t
i,j
，若二者计算误差|ε|>10
‑6，则通过调整间断边界形式，继续完善间断边界，从而改进连续边界，重新进行介尺度微元体温度水平求解，直至介尺度微元体温度水平和样品板坯检测温度二者计算误差达到要求为止。3.根据权利要求2所述的一种板坯时空传热性能获取方法，其特征在于：s4中获取温度变化规律，求解过程为：以第i个微元体为例，其温度水平取决于它前一位置的温度和停留这一位置的时间，其温度水平为t
i,j
＝f
i,j 1
(t
i,j
,τ
i,j 1
)，按照此方法依次得到整个钢坯温度水平变化过程，其中j为钢坯运动位置，τ为钢坯运动时间，式中t
i,j 1
为第i个微元体在第j 1位置上板坯温度，τ
i,j 1
为第i个微元体在第j 1位置上停留的时间。4.根据权利要求2所述的一种板坯时空传热性能获取方法，其特征在于：s5中获取热力学能增量，热力学能增量变化规律求解过程为：以第i个微元体为例，其热力学的计算取决于前后两个时空域温差，其热力学增量为δu
i,j 1
＝c
i
m
i
(t
i,j 1
‑
t
i,j
)，按照此方法依次得到整个钢坯热力学增量变化规律，其中：δu
i,j 1
为第i个微元体在第j 1位置上的热力学能增量，c
i
为第i个微元体比热，m
i
为第i个微元体的质量。5.根据权利要求2所述的一种板坯时空传热性能获取方法，其特征在于：s6中获取热效率，获取热效率的变化规律求解过程为：以第i个微元体为例，第i个微元体收入热量为：q
i,j
＝f
i,j 1
((t
i,j 1,f
‑
t
i,j 1
),v
i,j 1
,ζ)，第i个微元体热效率为η
i,j
＝δu
i,j 1
/q
i,j 1
，按照此方法依次得到在整个钢坯热效率变化过程，第i个微元体在不同位置上的热效率变化规律，其中：t
i,j 1，f
为第i个微元体在j 1位置上的加热炉炉温，v
i,j 1
为第i个微元体在j 1位置上的加热炉炉内流速，ζ为金属热物性数值。6.根据权利要求2所述的一种板坯时空传热性能获取方法，其特征在于：s3中介尺度微元体传热模型构建的过程中，传热对流边界条件是第三类边界条件，边界上不同时空位置的板坯与烟气之间的对流换热系数其中nu
i,j
＝0.023re
i,j0.8
pr
0.4
，
式中nu
i，j
为第i个微元体在第j个位置上的努赛尔数，k为烟气的导热系数，d
i
为第i个微元体的特征长度，re
i,j
为第i个微元体在第j个位置上的雷诺数，pr为普朗特数，这里取定值0.7，ρ1为烟气密度，v
i，j
为第i个微元体在第j个位置上的流体外掠第i个微元体时的速度，μ
i，j
为第i个微元体在第j个位置上的动力黏度。7.根据权利要求6所述的用于一种板坯时空传热性能获取方法，其特征在于：s3中介尺度微元体传热模型构建过程中，传热辐射边界条件规则为，辐射边界按照加热炉的四个区间：预热段、加热i段、加热ii段、均热段的变化进行改变，加热炉在预热段到均热段变化过程中，钢坯的辐射发射率在0.9～0.75范围内，钢坯表面的辐射发射率随着入炉时间的增加逐渐降低，将钢坯在各个加热炉区间的辐射发射率设定为一个定值，得到不同时空加热炉辐射发射率公式ε1＝f
i,j
(τ
i,j
)，τ
i,j
为第i个微元体在第j位置上停留的时间。

技术总结
本发明公开了一种板坯时空传热性能获取方法，属于金属冶炼领域。本发明方法包括：采集实验数据获取间断边界，结合实验结构等参数，利用系统辨识法获取连续边界，同时进行介尺度微元体划分，构建介尺度微元体传热模型，得到介尺度微元体温度T


技术研发人员：陈德敏 陆彪 汤凯 赵义博
受保护的技术使用者：安徽工业大学
技术研发日：2021.07.09
技术公布日：2021/10/18