Расчет количества форсунок в секции

Схема расположения форсунок в ЗВО обусловлена конструкцией секции роликовой поддерживающей системы.

Число горизонтальных рядов форсунок (М) обычно выбирается равным числу межроликовых промежутков в данной секции.

Число форсунок (N₁) в одном горизонтальном ряду зависит от средней ширины орошаемой поверхности данной зоны охлаждения и определяется из условия, когда факелы форсунок охватывают всю необходимую ширину зоны орошения. Для верхних секций ЗВО, которым соответствует большая ширина зоны охлаждения, на практике применяют установку 2 ^х или 3 ^х форсунок в горизонтальном ряду, в нижних секциях ЗВО устанавливают по одной форсунке в ряду.

Общее число форсунок в секции ЗВО кратно числу межроликовых промежутков:

N=N₁·M

С другой стороны величина N связана с пропускной способностью одной форсунки и общим расходом воды на зону охлаждения:

G= g_ф·N (23)

Из уравнения (23) определяем расход воды, приходящийся на одну форсунку:

g_ф=G/N

Для разбрызгивания охлаждающей воды используют два вида форсунок: плоскофакельные и крупнофакельные.

Пропускная способность форсунки (g_ф) связана с давлением воды перед форсункой зависимостью:

g_ф=К₀

где К₀ - постоянный коэффициент, зависящий от типа форсунки, м³/(с·МПа^0,5).

Рабочий диапазон изменения давления составляет 0,05-0,6 МПа.

По определенному расходу воды на одну форсунку и заданному коэффициенту К₀ находят - давление воды перед форсункой.

Зона воздушного охлаждения.

В конце ЗВО после окончания затвердевания заготовки прекращается принудительное водяное охлаждение. Заготовка вступает в зону свободного охлаждения на воздухе, за счет теплоотдачи излучением и свободной конвекции, причем большая часть тепла передается излучением.

Плотность теплового потока (Вт/м²) при охлаждении на воздухе описывается уравнением:

(24)

где - степень черноты металла (0,9)

- степень Стефана-Больцмана =5,67´10^-12 Дж·см^-2·сек^-1·град^-4

Т_п и Т_в - температура поверхности слитка и окружающего воздуха, °К

a_к - коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м²К).

Уравнение (24) можно записать в обобщенном виде:

(25)

где - суммарный коэффициент теплоотдачи.

В случае свободной конвекции величина зависит от температуры поверхности слитка:

t_п°С 500 700 800 900 1000 1100

, Вт/(м²К) 38 57 72 97 120 150

В случае вынужденной конвекции коэффициент теплоотдачи можно определить по эмпирическим зависимостям:

а_к=6,16+4,18 при £5 м/с

а_к=7,52 при >5 м/с.

где - скорость вынужденного движения воздуха вдоль поверхности слитка.