SUS440C不锈钢低能耗高效冷却设置的原理？

2014-09-19 15:21

SUS440C不锈钢低能耗高效冷却设置的原理？

超密度冷却机理
冷却水冲击钢板表面换热区域通常分为：冷却水射流冲击区域，实现层流流动特性的单相强制对流，换热强度高；随着冷却水的径向流动并出现沸腾，形成核状沸腾和过渡沸腾区域；随着稳定蒸汽膜层的形成，出现薄膜沸腾强制对流区域，汽膜的产生导致换热强度低；随着流体沸腾汽化，在膜状沸腾区之外，冷却水形成不连续的小液态聚集区域；小液态聚集区的水最终被汽化或流走。

传统普通密度及高密度管层流冷却由于纵向集管间距大，冲击射流区域及核沸腾区域较窄，主要以膜状沸腾换热为主，导致冷却强度低，同时冷却不均匀。为了有效解决上述问题，开发了超密度冲击射流技术。超密度冲击射流技术采用合理喷嘴间距，增加喷嘴排数，使冲击射流区和核沸腾区全部覆盖传输辊道间区域，以实现超强度快速冷却。

低能耗及高效冷却
基于超密度冷却机理的超快冷技术具有供水压力低、平均供水量少、可通过高位水箱进行供水调节及无需DQ泵直供供水等特点，实现了低能耗及水的高效率利用。
为SUPIC与MULPIC DQ段、传统加密ACC系统最大冷却速率对比图。从图中可见，SUPIC与MULPIC DQ段最大冷却速率比较接近，MULPIC钢板针对厚度小于20mm钢板冷却速率较SUPIC略高。与传统加密ACC比较，SUPIC冷却速率有大幅度提高。
　　
以超快冷SUPIC系统为例，供水压力0.15MPa，水流密度30L/s.m2，平均供水量3900m3/h，采用变频泵与高位水箱调节相结合供水形式，能实现直接淬火及加速控制冷却功能。近年来，国内沙钢、舞钢、济钢及莱钢等中厚板厂分别引进了先进的MULPIC快速冷却装置。以国内某4100mm中厚板MULPIC系统为例，MULPIC装置分DQ及ACC模式；DQ模式用水压力0.5MPa，水流密度33L/s.m2，供水量6100m3/h，采用变频泵直供DQ供水形式；ACC模式用水压力0.15MPa，水流密度15L/s.m2，平均供水量5000m3/h，采用变频泵与高位水箱调节相结合供水形式。
　　
供水能耗主要与供水压力、水流密度、供水量及冷却时间等紧密相关。SUPIC系统由于其在保证高冷却速率前提下适应于低压力供水、较低水流密度（相对DQ系统）及较少的平均供水量；在生产过程中可根据SUPIC计算水量及高位水箱液位情况实现供水水量精确变频控制，溢流水量基本得以消除，提高了供水效率；真正实现了低能耗超快速冷却及水的高效利用，其能耗较其他超快冷系统降低近30%-50%。有效解决了采用高压供水而导致的巨大供水能耗等难题。

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