D0I:10.13374/i.i8sm1001-t53.2010.03.016 第32卷第3期 北京科技大学学报 Vol 32 No 3 2010年3月 Journal of Un iversity of Science and Techno lgy Beijing Mar.2010 方管铝型材喷水冷却温度场模拟及影响因素分析 何艳兵》杨海波”李烈军)曹新春) 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)广州钢铁企业集团技术研发中心，广州510381 摘要为了解决方管铝型材冷却不均的问题，利用有限元分析软件F1t对方管铝型材喷水冷却的温度场进行了三维瞬 态数值模拟，分析了方管铝型材特征点的温度场变化规律，研究了挤出成形速度、喷嘴纵向间距及喷嘴横向间距对方管铝型 材冷却温度场的影响·结果表明：挤出成形速度和喷嘴纵向间距对方管铝型材纵向温度场影响明显，而喷嘴横向间距对温度 场的影响主要表现在横向上，采用最大的挤出成形速度、最小的喷嘴纵向间距和80m的喷嘴横向间距可以得到较均匀的冷 却温度场： 关键词铝型材；喷水冷却；温度场：数值模拟：均匀性 分类号TG156.3 Sim ulation of tem perature fiel and analysis of influencing factors for a square tube alum inum profile in spray cooling HE Yanbing YANG Haibo),LI Lie-in,CAO X in chun) 1)School ofMechanical Engineering University of Science and Technolgy Beijing Beijng 100083 China 2)Technobgy R&D Center Guangzhou Imon Steel Enterprise G moup Guangzhou 510381.China ABSTRACT In order to solve the issue of uneven cooling of square ube alm inumn profiles threediensional transient numerical sinulation for the temperature fiell of a square tube alm num profile in spray cooling was carried out by the finite elment analysis soft- ware Fhent The change in temperature fiel at characteristic points in the square tube alm inum profile was analyzed The inflence of extrusion velocity nozzle vertical separation distance and nozzle horizontal separation distance on the temperature fiel was re- searched The results show that extnusion velocity and nozzle vertical separation distance have a great nfluence on the temperature fiel in the vertical direction and nozzle horizontal separation distance has a great influence on the temperature field in the horizontal direc- tion W ith the maxinu extrusion speed minmnum nozzle vertical separation distance and a nozzle horizontal separation distance of80 mm,the temperature fied of spray cooling can be more unifom. KEY W ORDS alm inum profiles spray cooling temperature fiek numerical smultion:unifom ity 在方管铝型材的生产流程中，该型材在线淬火 强度山，许多铝合金型材要求快速冷却，在满足快 需要控制两个方面的问题：一方面是要抑制过饱和 速冷却的同时，冷却设备必须能够均匀控制方管型 固溶体分解，另一方面是要减少型材的淬火残余应 材长、宽、高及壁厚几个方向的温度场，也就是温度 力与变形，前者需要足够高的冷却强度来保证，而 场的分布要均匀，这就需要很高的技术)，铝材具 后者需要均匀的温度场来保证，冷却是一道非常重 有密度小、比强度和比刚度高、耐腐蚀、美观耐用、易 要的工艺，合理有效的淬火工艺及装置可以提高型 成形、可表面处理、可回收再生、可节能储能等一系 材的机械强度，如6000系列合金中的6063在520℃ 列优良性能，因此，铝材越来越受到人们的青睐，其 挤压后立即进行淬火处理，经过快速均匀的冷却，在 应用已普及到国民经济各部门和人们生活各个方 A中生成M受$均匀分布的固溶相，可以获得高的 面3)，研究铝型材的在线淬火技术具有非常重要 收稿日期：2009-10-15 基金项目：广东省教有部产学研结合计划项目(N。2009B090300063) 作者简介：何艳兵(198-，男，硕士研究生；杨海波(1961-)男，教授，博士，Email yh@meus山edcm
第 32卷 第 3期 2010年 3月 北 京 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ Ｖｏｌ．32Ｎｏ．3 Ｍａｒ．2010 方管铝型材喷水冷却温度场模拟及影响因素分析 何艳兵 1） 杨海波 1） 李烈军 2） 曹新春 1） 1） 北京科技大学机械工程学院北京 100083 2） 广州钢铁企业集团技术研发中心广州 510381 摘 要 为了解决方管铝型材冷却不均的问题利用有限元分析软件 Ｆｌｕｅｎｔ对方管铝型材喷水冷却的温度场进行了三维瞬 态数值模拟分析了方管铝型材特征点的温度场变化规律研究了挤出成形速度、喷嘴纵向间距及喷嘴横向间距对方管铝型 材冷却温度场的影响．结果表明：挤出成形速度和喷嘴纵向间距对方管铝型材纵向温度场影响明显而喷嘴横向间距对温度 场的影响主要表现在横向上．采用最大的挤出成形速度、最小的喷嘴纵向间距和 80ｍｍ的喷嘴横向间距可以得到较均匀的冷 却温度场． 关键词 铝型材；喷水冷却；温度场；数值模拟；均匀性 分类号 ＴＧ156∙3 Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｆｏｒａｓｑｕａｒｅ ｔｕｂｅａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｒｏｆｉｌｅｉｎｓｐｒａｙｃｏｏｌｉｎｇ ＨＥＹａｎ-ｂｉｎｇ 1）ＹＡＮＧＨａｉ-ｂｏ 1）ＬＩＬｉｅ-ｊｕｎ 2）ＣＡＯＸｉｎ-ｃｈｕｎ 1） 1） ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇＢｅｉｊｉｎｇ100083Ｃｈｉｎａ 2） ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲ＆ＤＣｅｎｔｅｒＧｕａｎｇｚｈｏｕＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅＧｒｏｕｐＧｕａｎｇｚｈｏｕ510381Ｃｈｉｎａ ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｉｓｓｕｅｏｆｕｎｅｖｅｎｃｏｏｌｉｎｇｏｆｓｑｕａｒｅｔｕｂｅａｌｕｍｉｎｕｍｐｒｏｆｉｌｅｓｔｈｒｅｅ-ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔｒａｎｓｉｅｎｔｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｏｆａｓｑｕａｒｅｔｕｂｅａｌｕｍｉｎｕｍｐｒｏｆｉｌｅｉｎｓｐｒａｙｃｏｏｌｉｎｇｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔ- ｗａｒｅＦｌｕｅｎｔ．Ｔｈｅｃｈａｎｇｅｉｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄａｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐｏｉｎｔｓｉｎｔｈｅｓｑｕａｒｅｔｕｂｅａｌｕｍｉｎｕｍｐｒｏｆｉｌｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆｅｘｔｒｕｓｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｎｏｚｚｌｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｎｏｚｚｌｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｏｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｗａｓｒｅ- ｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｅｘｔｒｕｓｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｎｏｚｚｌｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｈａｖｅａｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ ｉｎｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ；ａｎｄｎｏｚｚｌｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｈａｓａｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｉｎｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｒｅｃ- ｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｅｘｔｒｕｓｉｏｎｓｐｅｅｄｍｉｎｉｍｕｍｎｏｚｚｌｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄａｎｏｚｚｌｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｏｆ80 ｍｍｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｏｆｓｐｒａｙｃｏｏｌｉｎｇｃａｎｂｅｍｏｒｅｕｎｉｆｏｒｍ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ａｌｕｍｉｎｕｍｐｒｏｆｉｌｅ；ｓｐｒａｙｃｏｏｌｉｎｇ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ 收稿日期：2009--10--15 基金项目：广东省教育部产学研结合计划项目 （Ｎｏ．2009Ｂ090300063） 作者简介：何艳兵 （1984— ）男硕士研究生；杨海波 （1961— ）男教授博士Ｅ-ｍａｉｌ：ｙｈｂ＠ｍｅ．ｕｓｔｂ．ｅｄｕ．ｃｎ 在方管铝型材的生产流程中该型材在线淬火 需要控制两个方面的问题：一方面是要抑制过饱和 固溶体分解另一方面是要减少型材的淬火残余应 力与变形．前者需要足够高的冷却强度来保证而 后者需要均匀的温度场来保证．冷却是一道非常重 要的工艺合理有效的淬火工艺及装置可以提高型 材的机械强度如6000系列合金中的6063在520℃ 挤压后立即进行淬火处理经过快速均匀的冷却在 Ａｌ中生成 Ｍｇ2Ｓｉ均匀分布的固溶相可以获得高的 强度 ［1］．许多铝合金型材要求快速冷却在满足快 速冷却的同时冷却设备必须能够均匀控制方管型 材长、宽、高及壁厚几个方向的温度场也就是温度 场的分布要均匀这就需要很高的技术 ［2］．铝材具 有密度小、比强度和比刚度高、耐腐蚀、美观耐用、易 成形、可表面处理、可回收再生、可节能储能等一系 列优良性能因此铝材越来越受到人们的青睐其 应用已普及到国民经济各部门和人们生活各个方 面 ［3--5］研究铝型材的在线淬火技术具有非常重要 DOI :10．13374／j．issn1001—053x．2010．03．016
第3期 何艳兵等：方管铝型材喷水冷却温度场模拟及影响因素分析 ,371. 的意义，本文主要研究方管型材的温度场以及影响 在数值模拟中，流体区域是两相流，包括水和空 温度场分布的因素，分析结果可以为冷却设备的开 气，属于不可压缩流体，而且流体的流动状态是紊 发提供理论依据和技术支持 流，方管型材在整个冷却过程中温度场都是变化的， 故冷却过程是个瞬态的过程。流体流动要受物理守 1方管铝型材在线冷却温度场的模拟 恒定律的支配，基本的守恒定律包括质量守恒定律、 1.1冷却过程的有限元模型 动量守恒定律及能量守恒定律-)， 研究对象方管型材的产品尺寸规格宽度(A)× 1.2有限元模型的边界条件及冷却初始条件 高度(B)×壁厚(t)X长度(L)为100mm×44mm× 在FLUENT参数设置中，采用VOF模型及标准 5mmX650mm,铝合金牌号是6063由文献[6]可 k~ε湍流模型；喷嘴入口边界条件为速度入口边界 知，取密度为2690kg·m,比热容为 条件，上喷嘴入口水流速度为0.2m·s,下喷嘴入 896kg·K,热导率见表1把表1中所列数据 口水流速度为0.5ms;出口条件为压力出口边界 导入Flent中，Flent自动使用线性插值来计算其 条件，压力为一个标准大气压；固体和流体的交界面 他温度下的热导率. 设为In terface边界条件，对称面采用对称边界条件； 表1不同温度下6系列铝合金的热导率 水流密度取1000kg·m3,流体区域初始温度取 Table 1 Themal conductivity of 6-series akm inum alboys at diferent 20℃；由于型材具有壁厚较薄及热导率高的特点， tem perah加es 型材被挤出模孔后的温度分布梯度变化很小，故可 温度心 25100200300400500 以假设方管型材初始温度场为均匀温度场，取初始 热导率/(Wm1.K-1)175180184188189192 温度为520℃. 1.3方管铝型材在线淬火温度分布云图 考虑到方管型材及流场为对称结构，选取该型 图2为该型材在线淬火65s后的温度分布云 材的12结构在Gamnbite(有限元建模软件)中建立 图.从温度云图中可以看出：在管长方向(x方向) 有限元模型，为便于计算分析，借鉴文献[7一8]对 上，越早进入冷却区域的截面，其上分布温度越低， 数学模型进行了如下简化：①假设方管型材的各向 越晚进入冷却区域的截面，其上分布温度越高；在同 传热特性相同；②不考虑喷嘴的具体结构，按喷嘴 一横截面上，其上温度分布特点是：靠近上下喷嘴射 的水力直径来建立模型：③由于热辐射传热影响很 流驻点的区域温度较低，远离射流驻点的区域温度 小，故不考虑热辐射传热 较高 有限元模型如图1所示，取方管型材的12结 构进行研究，方管型材正上方和正下方各有一排喷 嘴，喷嘴纵向间距皆为50mm,上喷嘴距离型材上表 面的距离为120mm,下喷嘴距离型材下表面的距离 为10mm,上下喷嘴个数皆为13个，冷却区域长度 为650mm,上下喷嘴直径皆为10mm,方管型材以 l0mm·s的挤出成形速度从入口端进，由出口端 出.本模型的网格单元均采用六面体网格单元，网 图2方管型材在线冷却65时温度分布云图（单位：K) 格单元的疏密程度不一，流体区域网格划分采用映 Fig 2 Tenpemture distrbution of the square tube akm inm pmofile 射网格划分方法，该型材网格划分采用均分网格划 cooled for65s(unit K） 分方法 体区域 1.4方管铝型材横截面上特征点的温度变化规律 上喷嘴 如图3所示，三个特征点位于方管型材最先进 方管铝型材 入冷却区域的横截面上，分别取该型材上表面中点 人口端 S下表面中点X及侧面中点C为研究点，三点温度 下喷嘴 变化曲线如图4所示， 出口端 方管型材从喷水冷却开始到整个型材进入冷却 图1方管铝型材12网格模型 区域内的65s内点SC及X的温度变化规律如图4 Fig 1 Half grd model of a square tube alm inum profile 所示，从图中可以看出：在整个冷却过程中，上下表
第 3期 何艳兵等： 方管铝型材喷水冷却温度场模拟及影响因素分析 的意义．本文主要研究方管型材的温度场以及影响 温度场分布的因素分析结果可以为冷却设备的开 发提供理论依据和技术支持． 1 方管铝型材在线冷却温度场的模拟 1∙1 冷却过程的有限元模型 研究对象方管型材的产品尺寸规格宽度 （Ａ）× 高度 （Ｂ）×壁厚 （ｔ）×长度 （Ｌ）为100ｍｍ×44ｍｍ× 5ｍｍ×650ｍｍ铝合金牌号是 6063由文献 ［6］可 知取 密 度 为 2 690 ｋｇ· ｍ —3比 热 容 为 896Ｊ·ｋｇ —1·Ｋ —1热导率见表 1．把表 1中所列数据 导入 Ｆｌｕｅｎｔ中Ｆｌｕｅｎｔ自动使用线性插值来计算其 他温度下的热导率． 表 1 不同温度下 6系列铝合金的热导率 Ｔａｂｌｅ1 Ｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆ6-ｓｅｒｉｅｓａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ 温度／℃ 25 100 200 300 400 500 热导率／（Ｗ·ｍ—1·Ｋ—1） 175 180 184 188 189 192 考虑到方管型材及流场为对称结构选取该型 材的 1／2结构在 Ｇａｍｂｉｔ（有限元建模软件 ）中建立 有限元模型．为便于计算分析借鉴文献 ［7--8］对 数学模型进行了如下简化：① 假设方管型材的各向 传热特性相同；② 不考虑喷嘴的具体结构按喷嘴 的水力直径来建立模型；③ 由于热辐射传热影响很 小故不考虑热辐射传热． 图 1 方管铝型材 1／2网格模型 Ｆｉｇ．1 Ｈａｌｆｇｒｉｄｍｏｄｅｌｏｆａｓｑｕａｒｅｔｕｂｅａｌｕｍｉｎｕｍｐｒｏｆｉｌｅ 有限元模型如图 1所示取方管型材的 1／2结 构进行研究方管型材正上方和正下方各有一排喷 嘴喷嘴纵向间距皆为 50ｍｍ上喷嘴距离型材上表 面的距离为 120ｍｍ下喷嘴距离型材下表面的距离 为 10ｍｍ上下喷嘴个数皆为 13个冷却区域长度 为 650ｍｍ上下喷嘴直径皆为 10ｍｍ方管型材以 10ｍｍ·ｓ —1的挤出成形速度从入口端进由出口端 出．本模型的网格单元均采用六面体网格单元网 格单元的疏密程度不一流体区域网格划分采用映 射网格划分方法该型材网格划分采用均分网格划 分方法． 在数值模拟中流体区域是两相流包括水和空 气属于不可压缩流体而且流体的流动状态是紊 流方管型材在整个冷却过程中温度场都是变化的 故冷却过程是个瞬态的过程．流体流动要受物理守 恒定律的支配基本的守恒定律包括质量守恒定律、 动量守恒定律及能量守恒定律 ［9--10］． 1∙2 有限元模型的边界条件及冷却初始条件 在 ＦＬＵＥＮＴ参数设置中采用 ＶＯＦ模型及标准 ｋ--ε湍流模型；喷嘴入口边界条件为速度入口边界 条件上喷嘴入口水流速度为 0∙2ｍ·ｓ —1下喷嘴入 口水流速度为0∙5ｍ·ｓ —1；出口条件为压力出口边界 条件压力为一个标准大气压；固体和流体的交界面 设为 Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ边界条件对称面采用对称边界条件； 水流密度取 1000ｋｇ·ｍ —3流体区域初始温度取 20℃；由于型材具有壁厚较薄及热导率高的特点 型材被挤出模孔后的温度分布梯度变化很小故可 以假设方管型材初始温度场为均匀温度场取初始 温度为 520℃． 1∙3 方管铝型材在线淬火温度分布云图 图 2为该型材在线淬火 65ｓ后的温度分布云 图．从温度云图中可以看出：在管长方向 （ｘ方向 ） 上越早进入冷却区域的截面其上分布温度越低 越晚进入冷却区域的截面其上分布温度越高；在同 一横截面上其上温度分布特点是：靠近上下喷嘴射 流驻点的区域温度较低远离射流驻点的区域温度 较高． 图 2 方管型材在线冷却 65ｓ时温度分布云图 （单位：Ｋ） Ｆｉｇ．2 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｑｕａｒｅｔｕｂｅａｌｕｍｉｎｕｍｐｒｏｆｉｌｅ ｃｏｏｌｅｄｆｏｒ65ｓ（ｕｎｉｔ：Ｋ） 1∙4 方管铝型材横截面上特征点的温度变化规律 如图 3所示三个特征点位于方管型材最先进 入冷却区域的横截面上分别取该型材上表面中点 Ｓ、下表面中点 Ｘ及侧面中点 Ｃ为研究点三点温度 变化曲线如图 4所示． 方管型材从喷水冷却开始到整个型材进入冷却 区域内的 65ｓ内点 Ｓ、Ｃ及 Ｘ的温度变化规律如图 4 所示．从图中可以看出：在整个冷却过程中上下表 ·371·
,372 北京科技大学学报 第32卷 上表面中点 面的温差由小变大，这是由于上下喷嘴的水流量比 造成的，受重力作用，上喷嘴水流速度属于加速运 侧面中点 动，下表面水流速度属于减速运动；侧面和上下表面 的温差由大变小，这是由于侧面冷却要靠上表面的 水流绕流冷却造成的；在整个冷却过程中，上下表面 温度变化曲线呈现波浪形状，曲线共有13个波峰， 下表面中点 图3特征点示意图 这主要是由于两喷嘴间存在间隙，水流量较少，铝型 Fig 3 Schematic diagnm of characteristic points 材经过每个空隙进行一段距离的空冷，故温度升高， 800 又由于有13个喷嘴，故存在13个升温过程，即有 一上表面中点S +侧面中点C 13个波峰；侧面由于水流充分发展，故温度一直 700L ·下表面中点X 下降. 兰 台600 1.5模拟结果的检验 为验证模型的计算精度及模拟结果的准确 500 性，通过手提温度计，在线测量方管喷水冷却的 40 010203040506070 温度，模拟结果与仪器测量值见表2.由表2可 冷知时间s 知，模拟结果和实测结果基本相符合，说明模拟 图4三点温度随冷却时间变化 结果正确可信， Fig 4 Change in of three ponts with cooling tine 表2特征点的模拟值和实测值 Table 2 Smulation and measund vahes of characteristic points 开冷温度水 终冷温度水 冷却 误差/ 平均 特征点 模拟值 实测值 模拟值 实测值 时间/s K 误差 上表面中点S 793 793 441.10 448.50 7.40 下表面中点X 793 793 493.22 500.47 65 7.25 7.56 侧面中点C 793 793 511.48 519.50 8.02 两条线上的温度分布曲线分别如图5和图6所示. 2温度场影响因素研究 800 →=l0mmsl→=40mms -V=20 mm.s--V=50 mm.s 2.1挤出成形速度对温度场的影响 700 -V=30 mm.s!-+V=60 mm.s 在其他参数不变的情况下，根据厂方实际生产 600 情况及文献[11]中的有关规定，硬铝合金的挤出成 形速度一般取1~3.5mmin,研究当挤出成形速 500 度分别取10.20304050及60mm·s时，方管型 材的喷水冷却温度场变化规律.这里的挤出成形速 4006 100200300400500600700 长度方向的距离mm 度是指型材被挤出模孔的速度，挤压过程采用空心 图5上表面中心线上温度 材正向挤压方法，属于塑性变形过程，这一变形过程 Fig 5 distribution of the center line in the upper sur 可以在分析软件Ma心中实现模拟，但本文不研究挤 face 压成型过程，只在Flent中研究温度场变化规律. 由于挤出成形速度主要对管长方向上的温度分布影 从图5和图6可以看出：随着挤出成形速度V 响较大，而对横向上的温度分布影响较小，所以本文 的变大，同一线上的两端温差越来越小；而且当挤出 只图示在不同挤出成形速度情况下的管长方向上的 成形速度V增大到50mm·s以后，同一线上的温 温度变化规律.在该型材管长方向上，只取上表面 度变化很小，所以可以说，挤出成形速度的增大，该 和侧面中心线为研究线，在研究线上每隔25mm取 型材管长方向上的温度分布越来越均匀，而且当挤 一个线上研究点，则每条研究线上有27个研究点， 出成形速度V增大到50mm·s以后，挤出成形速
北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 图 3 特征点示意图 Ｆｉｇ．3 Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐｏｉｎｔｓ 图 4 三点温度随冷却时间变化 Ｆｉｇ．4 Ｃｈａｎｇｅｉｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｒｅｅｐｏｉｎｔｓｗｉｔｈｃｏｏｌｉｎｇｔｉｍｅ 面的温差由小变大这是由于上下喷嘴的水流量比 造成的受重力作用上喷嘴水流速度属于加速运 动下表面水流速度属于减速运动；侧面和上下表面 的温差由大变小这是由于侧面冷却要靠上表面的 水流绕流冷却造成的；在整个冷却过程中上下表面 温度变化曲线呈现波浪形状曲线共有 13个波峰 这主要是由于两喷嘴间存在间隙水流量较少铝型 材经过每个空隙进行一段距离的空冷故温度升高 又由于有 13个喷嘴故存在 13个升温过程即有 13个波峰；侧面由于水流充分发展故温度一直 下降． 1∙5 模拟结果的检验 为验证模型的计算精度及模拟结果的准确 性通过手提温度计在线测量方管喷水冷却的 温度模拟结果与仪器测量值见表 2．由表 2可 知模拟结果和实测结果基本相符合说明模拟 结果正确可信． 表 2 特征点的模拟值和实测值 Ｔａｂｌｅ2 Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｄｖａｌｕｅｓｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐｏｉｎｔｓ 特征点 开冷温度／Ｋ 终冷温度／Ｋ 模拟值 实测值 模拟值 实测值 冷却 时间／ｓ 误差／ Ｋ 平均 误差／Ｋ 上表面中点 Ｓ 793 793 441∙10 448∙50 7∙40 下表面中点 Ｘ 793 793 493∙22 500∙47 65 7∙25 7∙56 侧面中点 Ｃ 793 793 511∙48 519∙50 8∙02 2 温度场影响因素研究 2∙1 挤出成形速度对温度场的影响 在其他参数不变的情况下根据厂方实际生产 情况及文献 ［11］中的有关规定硬铝合金的挤出成 形速度一般取 1～3∙5ｍ·ｍｉｎ —1研究当挤出成形速 度分别取 10、20、30、40、50及 60ｍｍ·ｓ —1时方管型 材的喷水冷却温度场变化规律．这里的挤出成形速 度是指型材被挤出模孔的速度．挤压过程采用空心 材正向挤压方法属于塑性变形过程这一变形过程 可以在分析软件 Ｍａｒｃ中实现模拟但本文不研究挤 压成型过程只在 Ｆｌｕｅｎｔ中研究温度场变化规律． 由于挤出成形速度主要对管长方向上的温度分布影 响较大而对横向上的温度分布影响较小所以本文 只图示在不同挤出成形速度情况下的管长方向上的 温度变化规律．在该型材管长方向上只取上表面 和侧面中心线为研究线在研究线上每隔25ｍｍ取 一个线上研究点则每条研究线上有 27个研究点． 两条线上的温度分布曲线分别如图 5和图 6所示． 图 5 上表面中心线上温度 Ｆｉｇ．5 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｅｎｔｅｒｌｉｎｅｉｎｔｈｅｕｐｐｅｒｓｕｒ- ｆａｃｅ 从图 5和图 6可以看出：随着挤出成形速度 Ｖ 的变大同一线上的两端温差越来越小；而且当挤出 成形速度 Ｖ增大到 50ｍｍ·ｓ —1以后同一线上的温 度变化很小．所以可以说挤出成形速度的增大该 型材管长方向上的温度分布越来越均匀而且当挤 出成形速度 Ｖ增大到 50ｍｍ·ｓ —1以后挤出成形速 ·372·
第3期 何艳兵等：方管铝型材喷水冷却温度场模拟及影响因素分析 ,373. 800体女安特中中中女 800m 700 780 兰 ←=l0mmw 型760 ◆d-50mm 600-V=20mmw d=60 mm ◆V=30mmw 740 *d=75 mm -V=40mm+w1 *d=100mm 500→=50mm+V=60mmg d=150 mm 72 0100200300400500600700 0100200300400500600700 长度方向的距离mm 图6侧面中心线上温度分布 长度方向的距离mm 图8侧面中心线上温度分布 Fig 6 Temperatire distribution of the center line in the side surface Fig 8 Tempemature distribution of the center lne n the sile surface 度对管长方向上的温度场影响很小，这说明挤出成 距离上表面的距离为120mm,下喷嘴距离下表面的 形速度对温度场的影响存在一个临界值V。,此时 距离为10mm,上下四排喷嘴个数相同，喷嘴个数皆 =50mm·s.当挤出成形速度V<%,挤出成形 为13个，喷嘴纵向间距为50mm;冷却区域长度为 速度V对温度场影响很大；当挤出成形速度V>%, 650mm,上下喷嘴直径皆为10mm:上喷嘴入口水流 挤出成形速度V对温度场影响很小. 速度为0.2m·s,下喷嘴入口水流速度为 2,2喷嘴纵向间距对温度场的影响 0.5ms;出口为压力出口边界条件：重力加速度g 在其他参数不变的情况下，上排喷嘴的水流量 取9.8mg2,挤出成形速度为60mm·s.具体喷 为734.76kgh,下排喷嘴的水流量为1836.9kg 嘴布置方案如图9所示， h,挤出成形速度取60mm·s,研究当喷嘴纵向 间距d分别取506075、100及150mm时，方管型 上下两排各3个喷嘴 材的喷水冷却温度场变化规律。由于喷嘴纵向间距 主要对管长方向上的温度分布影响较大，而对横向 管宽中心线 上的温度分布影响较小，所以本文只图示在不同喷 嘴纵向间距情况下的管长方向上的温度变化规律 图9方管铝型材上下表面双排喷嘴布置示意图 取下表面和侧面为研究面，研究线及研究线上研究 Fig9 Schenatic diagnm of double mws'nozzle arrangement n the 点的取法同前 upper surface and the lwer surface of he square tube ahm nm po 从图7和图8中可以看出：随着喷嘴纵向间距 file 的变大，同一线上的两端温差越来越大；随着喷嘴纵 如图9所示，方管型材上下表面双排喷嘴布置 向间距增加幅度的变大，温度纵向分布的波动性越 相同，研究横向间距L分别取506070及80mm时 来越明显.说明喷嘴纵向间距越大，该型材纵向温 的方管型材喷水冷却的温度场变化规律.由于横向 度分布越不均匀 间距L对管长方向上的温度场影响很小，故只研究 800- →de50mm 铝型材横向上的温度场变化规律，取上表面和侧面 760 -d=60 mm 720 ◆d=75mm 为研究面，分别研究这两个面的中心线上的温度分 680 布变化规律，上表面中心线上每隔5mm取一个研究 640 点，则研究线上有21个研究点，侧面中心线上每隔 600 d=100 mm 4mm取一个研究点，则研究线上有12个研究点 ◆de150mm 560 从图10和图11中可以看出：在该型材上表面， 0 100200300400500600700 长度方向的距离mm 温度分布呈现W型，而在铝型材侧面，温度分布是 图7下表面中心线上温度分布 条光滑曲线；随着喷嘴横向间距L的变化，当横向 Fig 7 Tenpemture distrbution of the center line in the kwer surface 间距为80mm时，温度场分布最均匀， 2.3喷嘴横向间距对温度场的影响 3结论 研究对象方管铝型材尺寸规格同前，仿真工 (1)利用有限元软件Flent对方管铝型材在线 况：方管型材正上方和正下方各有两排喷嘴，上喷嘴 喷水冷却温度场进行模拟，得出了特征点的温度变
第 3期 何艳兵等： 方管铝型材喷水冷却温度场模拟及影响因素分析 图 6 侧面中心线上温度分布 Ｆｉｇ．6 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｅｎｔｅｒｌｉｎｅｉｎｔｈｅｓｉｄｅｓｕｒｆａｃｅ 度对管长方向上的温度场影响很小这说明挤出成 形速度对温度场的影响存在一个临界值 Ｖ0此时 Ｖ0＝50ｍｍ·ｓ —1．当挤出成形速度 Ｖ＜Ｖ0挤出成形 速度 Ｖ对温度场影响很大；当挤出成形速度 Ｖ＞Ｖ0 挤出成形速度 Ｖ对温度场影响很小． 2∙2 喷嘴纵向间距对温度场的影响 在其他参数不变的情况下上排喷嘴的水流量 为 734∙76ｋｇ·ｈ —1下排喷嘴的水流量为 1836∙9ｋｇ· ｈ —1挤出成形速度取 60ｍｍ·ｓ —1研究当喷嘴纵向 间距 ｄ分别取 50、60、75、100及 150ｍｍ时方管型 材的喷水冷却温度场变化规律．由于喷嘴纵向间距 主要对管长方向上的温度分布影响较大而对横向 上的温度分布影响较小所以本文只图示在不同喷 嘴纵向间距情况下的管长方向上的温度变化规律． 取下表面和侧面为研究面研究线及研究线上研究 点的取法同前． 从图 7和图 8中可以看出：随着喷嘴纵向间距 的变大同一线上的两端温差越来越大；随着喷嘴纵 向间距增加幅度的变大温度纵向分布的波动性越 来越明显．说明喷嘴纵向间距越大该型材纵向温 度分布越不均匀． 图 7 下表面中心线上温度分布 Ｆｉｇ．7 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｅｎｔｅｒｌｉｎｅｉｎｔｈｅｌｏｗｅｒｓｕｒｆａｃｅ 2∙3 喷嘴横向间距对温度场的影响 研究对象方管铝型材尺寸规格同前．仿真工 况：方管型材正上方和正下方各有两排喷嘴上喷嘴 图 8 侧面中心线上温度分布 Ｆｉｇ．8 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｅｎｔｅｒｌｉｎｅｉｎｔｈｅｓｉｄｅｓｕｒｆａｃｅ 距离上表面的距离为 120ｍｍ下喷嘴距离下表面的 距离为 10ｍｍ上下四排喷嘴个数相同喷嘴个数皆 为 13个喷嘴纵向间距为 50ｍｍ；冷却区域长度为 650ｍｍ上下喷嘴直径皆为 10ｍｍ；上喷嘴入口水流 速度 为 0∙2ｍ·ｓ —1下 喷 嘴 入 口 水 流 速 度 为 0∙5ｍ·ｓ —1；出口为压力出口边界条件；重力加速度 ｇ 取 9∙8ｍ·ｓ —2挤出成形速度为 60ｍｍ·ｓ —1．具体喷 嘴布置方案如图 9所示． 图 9 方管铝型材上下表面双排喷嘴布置示意图 Ｆｉｇ．9 Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｄｏｕｂｌｅｒｏｗｓʾｎｏｚｚｌｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅ ｕｐｐｅｒｓｕｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｒｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｓｑｕａｒｅｔｕｂｅａｌｕｍｉｎｕｍｐｒｏ- ｆｉｌｅ 如图 9所示方管型材上下表面双排喷嘴布置 相同研究横向间距 Ｌ分别取 50、60、70及 80ｍｍ时 的方管型材喷水冷却的温度场变化规律．由于横向 间距 Ｌ对管长方向上的温度场影响很小故只研究 铝型材横向上的温度场变化规律．取上表面和侧面 为研究面分别研究这两个面的中心线上的温度分 布变化规律上表面中心线上每隔5ｍｍ取一个研究 点则研究线上有 21个研究点侧面中心线上每隔 4ｍｍ取一个研究点则研究线上有 12个研究点． 从图 10和图 11中可以看出：在该型材上表面 温度分布呈现 Ｗ 型而在铝型材侧面温度分布是 一条光滑曲线；随着喷嘴横向间距 Ｌ的变化当横向 间距为80ｍｍ时温度场分布最均匀． 3 结论 （1） 利用有限元软件 Ｆｌｕｅｎｔ对方管铝型材在线 喷水冷却温度场进行模拟得出了特征点的温度变 ·373·
374. 北京科技大学学报 第32卷 720 -=50mm nozzle position on temperature fiell of extnided square tube ahm i 。l=60mm num pmfile Guangdong SciTechnol 2008(20):52 700 →L=70mm (卜鑫鑫，杨海波.喷嘴位置对方管挤压铝型材温度场影响的 →l=80nmm 680 数值模拟研究.广东科技，2008(20)：52) y [2]Dasofiu K.Controlled Rolling and Contmlled Coolng mproved 周660 Rolling Technical Develpment of Materials Li F T Chen K. 640 translated Beijing Metallurgical Industry Press 2002 (小指军夫，控制轧制和控制冷却：改善材质的轧制技术发 20406080100 展.李伏桃，陈岿，译.北京：冶金工业出版社，2002) 宽度方向的距离mm [3]Liu JA.Manufacturng status and prospect of application of large- 图10上表面中心线上温度分布 sized extnided ahm nm alloy profile Light Alloy Fabr Technol Fig 10 Tenpemtire distribution of the center lne in the upper sur 200533(4):8 face (刘静安·铝合金大型挤压材生产现状及应用前景·轻合金加 760- 工技术，200533(4)：8) 740 [4]Li JA.Yang L Manufacturing status and prospect analysis of 720 application of large"sized and medim-type extmuded alm inum al- by pmofile Ahm Fabr 2005(1):1 700 L=50 mm ◆=60mm (刘静安，杨路.大中型铝合金挤压材生产现状及应用前景分 680 +=70mm 析.铝加工，2005(1)：1) →l=80mm 660 [5]Ma HL W angZT.Overvicw of globalahm inum extmusion ndus- 0 11 2233 try Light Alloy Fabr Technol 2007.35(3):1 宽度方向的距离mm 图1山侧面中心线上温度分布 (麻惠丽，王祝堂·世界铝挤压工亚纵览，轻合金加工技术， Fig 11 Tanperature distribution of the center line in the side surface 2007,35(3):1) [6]Wang Z T Tian R Z Akm inim Alby and P mocess Hand Book 化规律，对铝型材热交换过程有一直观的了解，对确 3 Ed Changsha Central South University:2007 定在线喷水冷却工艺有一定的指导作用 (王祝堂，田荣璋.铝合金及其加工手册.3版，长沙：中南大 (2)挤出成形速度V对温度场的影响存在一个 学，2007) 临界值，此时%=50mm·s,当挤出成形速度 [7]Zhang J He Y M,Yan SW.et al Guenching unit of ahm inum VVo,挤出成形速度对温度场影响很大，当挤出成 pmfile extmusion Heavy Mac 2001(3):8 形速度V>V,挤出成形速度对温度场影响很小.挤 张君，何养民，闫善武，等。铝型材挤压中的淬火装置.重型 机械，2001(3)：8) 出成形速度对管长方向上的温度场影响很大，对横 [8]Zhang S J Zhao Y,Yang C Y.et al Numerical simulation 向上温度场影响很小.在实际工艺设计时，如果条 search of the effect of injection pressure and injection distance on 件允许，挤出成形速度应尽量取大值， tmperature fiel ofH pmofil steel Iron Steel Res 2008(2):38 (3)喷嘴纵向间距主要影响管长方向上的温度 (张少军，赵影，杨春彦，等，数值模拟研究喷射压力及喷射距 场，对横向上的温度场影响很小，喷嘴纵向间距越 离对H型钢温度场的影响.钢铁研究，2008(2)：38) 大，方管型材纵向温度分布越不均匀，在实际喷嘴 [9]Wang F J CamnputationalF hid Dynam ics CFD Sofbware Prnciple 布置时，喷嘴间距应尽量小· and Application Beijing Tsinghua University Press 2004 (4)在上下表面双排喷嘴布置情况下，喷嘴横 (王福军.计算流体动力学分析：CD软件原理与应用，北京： 清华大学出版社，2004) 向间距的改变对管长方向上的温度场影响很小，主 [10]Zhang YY.Fhid Mechanics Beijing H igher Education Press 要影响横向上的温度场分布，当横向间距L为 2002 80mm时，温度场分布最均匀，之所以研究双排喷嘴 (张也影.流体力学.北京：高等教有出版社，2002) 布置对冷却温度场的影响，是因为在双排喷嘴布置 [11]Wen JL Ding H.Cao FR.et al Nonfermous Metak Extnision 条件下铝型材冷却后的温度场分布更均匀， Technology and Draw ing Technobgy Beijing Chan ical Industry Press 2007 参考文献 (温景林，丁桦，曹富荣，等.有色金属：挤压与拉拔技术.北 [1]Bu XX.YangH B Numerical smulation research of the effect of 京化学工业出版社，2007)
北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 图 10 上表面中心线上温度分布 Ｆｉｇ．10 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｅｎｔｅｒｌｉｎｅｉｎｔｈｅｕｐｐｅｒｓｕｒ- ｆａｃｅ 图 11 侧面中心线上温度分布 Ｆｉｇ．11 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｅｎｔｅｒｌｉｎｅｉｎｔｈｅｓｉｄｅｓｕｒｆａｃｅ 化规律对铝型材热交换过程有一直观的了解对确 定在线喷水冷却工艺有一定的指导作用． （2）挤出成形速度 Ｖ对温度场的影响存在一个 临界值 Ｖ0此时 Ｖ0 ＝50ｍｍ·ｓ —1当挤出成形速度 Ｖ＜Ｖ0挤出成形速度对温度场影响很大当挤出成 形速度 Ｖ＞Ｖ0挤出成形速度对温度场影响很小．挤 出成形速度对管长方向上的温度场影响很大对横 向上温度场影响很小．在实际工艺设计时如果条 件允许挤出成形速度应尽量取大值． （3） 喷嘴纵向间距主要影响管长方向上的温度 场对横向上的温度场影响很小．喷嘴纵向间距越 大方管型材纵向温度分布越不均匀．在实际喷嘴 布置时喷嘴间距应尽量小． （4） 在上下表面双排喷嘴布置情况下喷嘴横 向间距的改变对管长方向上的温度场影响很小主 要影响横向上的温度场分布当横向间距 Ｌ为 80ｍｍ时温度场分布最均匀．之所以研究双排喷嘴 布置对冷却温度场的影响是因为在双排喷嘴布置 条件下铝型材冷却后的温度场分布更均匀． 参 考 文 献 ［1］ ＢｕＸＸＹａｎｇＨＢ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆ ｎｏｚｚｌｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｏｆｅｘｔｒｕｄｅｄｓｑｕａｒｅｔｕｂｅａｌｕｍｉ- ｎｕｍｐｒｏｆｉｌｅ．ＧｕａｎｇｄｏｎｇＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌ2008（20）：52 （卜鑫鑫杨海波．喷嘴位置对方管挤压铝型材温度场影响的 数值模拟研究．广东科技2008（20）：52） ［2］ ＤａｓｏｆｕＫ．ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＲｏｌｌｉｎｇａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＣｏｏｌｉｎｇ：Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＲｏｌｌｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ．ＬｉＦＴＣｈｅｎＫ ｔｒａｎｓｌａｔｅｄ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＰｒｅｓｓ2002 （小指军夫．控制轧制和控制冷却：改善材质的轧制技术发 展．李伏桃陈岿译．北京：冶金工业出版社2002） ［3］ ＬｉｕＪＡ．Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｓｔａｔｕｓａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅ- ｓｉｚｅｄｅｘｔｒｕｄｅｄａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｐｒｏｆｉｌｅ．ＬｉｇｈｔＡｌｌｏｙＦａｂｒＴｅｃｈｎｏｌ 200533（4）：8 （刘静安．铝合金大型挤压材生产现状及应用前景．轻合金加 工技术200533（4）：8） ［4］ ＬｉｕＪＡＹａｎｇＬ．Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｓｔａｔｕｓａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅ-ｓｉｚｅｄａｎｄｍｅｄｉｕｍ-ｔｙｐｅｅｘｔｒｕｄｅｄａｌｕｍｉｎｕｍａｌ- ｌｏｙｐｒｏｆｉｌｅ．ＡｌｕｍＦａｂｒ2005（1）：1 （刘静安杨璐．大中型铝合金挤压材生产现状及应用前景分 析．铝加工2005（1）：1） ［5］ ＭａＨＬＷａｎｇＺＴ．Ｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｇｌｏｂａｌａｌｕｍｉｎｕｍｅｘｔｒｕｓｉｏｎｉｎｄｕｓ- ｔｒｙ．ＬｉｇｈｔＡｌｌｏｙＦａｂｒＴｅｃｈｎｏｌ200735（3）：1 （麻惠丽王祝堂．世界铝挤压工业纵览．轻合金加工技术 200735（3）：1） ［6］ ＷａｎｇＺＴＴｉａｎＲＺ．ＡｌｕｍｉｎｉｕｍＡｌｌｏｙａｎｄＰｒｏｃｅｓｓＨａｎｄＢｏｏｋ． 3ｒｄＥｄ．Ｃｈａｎｇｓｈａ：ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ2007 （王祝堂田荣璋．铝合金及其加工手册．3版．长沙：中南大 学2007） ［7］ ＺｈａｎｇＪＨｅＹＭＹａｎＳＷｅｔａｌ．Ｇｕｅｎｃｈｉｎｇｕｎｉｔｏｆａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｒｏｆｉｌｅｅｘｔｒｕｓｉｏｎ．ＨｅａｖｙＭａｃｈ2001（3）：8 （张君何养民闫善武等．铝型材挤压中的淬火装置．重型 机械2001（3）：8） ［8］ ＺｈａｎｇＳＪＺｈａｏＹＹａｎｇＣＹｅｔａｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅ- ｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｉｎｊｅｃｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｏｆＨｐｒｏｆｉｌｅｓｔｅｅｌ．ＩｒｏｎＳｔｅｅｌＲｅｓ2008（2）：38 （张少军赵影杨春彦等．数值模拟研究喷射压力及喷射距 离对 Ｈ型钢温度场的影响．钢铁研究2008（2）：38） ［9］ ＷａｎｇＦＪ．ＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌＦｌｕｉｄＤｙｎａｍｉｃｓ：ＣＦＤＳｏｆｔｗａｒｅＰｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ2004 （王福军．计算流体动力学分析：ＣＦＤ软件原理与应用．北京： 清华大学出版社2004） ［10］ ＺｈａｎｇＹＹ．ＦｌｕｉｄＭｅｃｈａｎｉｃｓ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＨｉｇｈｅｒＥｄｕｃａｔｉｏｎＰｒｅｓｓ 2002 （张也影．流体力学．北京：高等教育出版社2002） ［11］ ＷｅｎＪＬＤｉｎｇＨＣａｏＦＲｅｔａｌ．ＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌ：Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＤｒａｗｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ Ｐｒｅｓｓ2007 （温景林丁桦曹富荣等．有色金属：挤压与拉拔技术．北 京：化学工业出版社2007） ·374·