مدل سازی عددی انتقال حرارت در غلتک‌های کاری نورد سرد رفت و برگشتی ورقهای فولادی

Abstract

در تحقیق حاضر فرایند خنک‌کاری و انتقال حرارت غلتک‌کاری نورد سرد از طریق مدل‌سازی عددی با نرم افزار فلوئنت مورد بررسی قرار می‌گیرد. به منظور بررسی کامل و دقیق این موضوع، برای غلتک نورد سرد 5 ناحیه بر روی محیط آن در نظر گرفته شد که هر ناحیه دارای روابط و شرایط مرزی متناسب با فیزیک مسئله فرایند نورد سرد است. در بخش اعتبار سنجی مربوط به این تحقیق، نتایج این تحقیق با دو تحقیق معتبر گذشته مقایسه شده است که دارای مطابقت قابل قبولی است. در بخش نتایج، توزیع دمای سطح غلتک‌کاری نورد پس از گذشت 740 ثانیه شبیه‌سازی فرایند نورد مورد بررسی قرار گرفت و کمینه و بیشینه افزایش دمای آن به ترتیب برابر 334 و 394 کلوین بدست آمد و همچنین دمای هسته غلتک برابر 342 کلوین بود که با توجه به دمای اولیه غلتک (313 کلوین)، میزان افزایش دمای 29 کلوین در هسته غلتک مشاهده شد. تغییرات دمای غلتک در راستای دو محور مختصات X-Y (در راستای شعاع غلتک) نیز مورد بررسی قرار گرفت که در نتیجه آن سطح داخلی غلتک عمدتا دمایی بین 335 تا 350 کلوین را به خود اختصاص داده‌اند. در ادامه تغییرات دمای 4 نقطه با فواصل مشخص از سطح غلتک بر حسب زمان در طی 10 ثانیه شبیه سازی فرایند نورد مورد بررسی قرار گرفت و در نتیجه آن، نقاطی که به سطح غلتک نزدیکتر هستند دارای تغییرات دمایی شدیدتری نسبت به نقاط دورتر از سطح هستند. به طوری که نقاط با فاصله 10 میلیمتر از سطح و بیشتر از آن دارای تغییرات دمای خطی هستند و فراز و فرودهای شدیدی در آنها اتفاق نمی‌افتد. تغییرات دمای سطح غلتک با اعمال تغییرات در سرعت دوران غلتک نورد نیز مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که با تغییر سرعت دوران غلتک نورد سرد، تغییر محسوسی در بیشینه دمای سطح غلتک اتفاق می‌افتد به گونه ای که با افزایش سرعت، کاهش دمای بیشینه سطح غلتک قابل توجه است.