考虑冷却介质相变的淬火过程流固耦合数值模拟

来源期刊：材料热处理学报2016年第10期

论文作者：孙会 曹瑞 郅东东

文章页码：200 - 204

关键词：淬火;流固耦合;沸腾传热;数值模拟;

摘    要：基于沸腾两相流动与传热的基本理论,考虑冷却介质的相变,建立了工件淬火过程流固耦合的数学模型。通过对多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics进行二次开发,完成了模型的数值求解并进行了可靠性验证。结果表明,创建的工件淬火过程流固耦合的数学模型是可靠的,可以较为准确地模拟出淬火工件表面温度随时间的变化历程以及淬火不同阶段的热传递速率特征。工件表面不同位置进入各个沸腾阶段的转折时间不同,棱角处最先进入过渡沸腾、核态沸腾和自然对流阶段,相应地该位置点温度下降也最快。在膜态沸腾阶段,工件表面被一层汽膜包裹,汽膜厚度随着工件高度坐标的增加而增厚。进入到过渡沸腾和核态沸腾阶段后,蒸汽的生成量增大,生成的蒸汽充斥在工件周围并不断上浮至自由液面溢出。