مدل سازی عددی انتقال حرارت در غلتک های کاری نورد سرد رفت و برگشتی ورق های فولادی

در تحقیق حاضر فرایند خنک کاری و انتقال حرارت غلتک کاری نورد سرد از طریق مدل سازی عددی با نرم افزار فلوئنت مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور بررسی کامل و دقیق این موضوع، برای غلتک نورد سرد ۵ 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 اعتبارسنجی 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 غلتک کاری نورد پس از گذشت ۷۴۰ ثانیه شبیه سازی فرایند نورد مورد بررسی قرار گرفت و کمینه و بیشینه افزایش دمای آن به ترتیب برابر ۳۳۴ و ۳۹۴ کلوین بدست آمد و همچنین دمای هسته غلتک برابر ۳۴۲ کلوین بود که با توجه به دمای اولیه غلتک (۳۱۳ کلوین)، میزان افزایش دمای ۲۹ 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 ۳۳۵ تا ۳۵۰ کلوین را به خود اختصاص داده اند. در ادامه تغییرات دمای ۴ نقطه با فواصل مشخص از سطح غلتک بر حسب زمان در طی ۱۰ ثانیه شبیه سازی فرایند نورد مورد بررسی قرار گرفت و در نتیجه آن، نقاطی که به سطح غلتک نزدیک تر هستند دارای تغییرات دمایی شدیدتری نسبت به نقاط دورتر از سطح هستند. به طوری که نقاط با فاصله ۱۰ میلی متر از سطح و بیشتر از آن دارای تغییرات دمای خطی هستند و فراز و فرودهای شدیدی در آن ها اتفاق نمی افتد. 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 می افتد به گونه ای که با افزایش سرعت، کاهش دمای بیشینه سطح غلتک قابل توجه است.

کلیدواژه ها:

نورد سرد ، انتقال حرارت ، غلتک کاری ، توزیع دما ، مدل سازی عددی