Инженерная методика расчета радиуса пятна контакта охлаждающей струи на верхней поверхности горячекатаного листа

Abstract

Выполнено аналитическое исследование кольцевого гидравлического прыжка, образующегося при вертикальном натекании одиночной круглой струи жидкости на верхнюю поверхность неподвижной горизонтальной пластины. Получены простые зависимости радиуса прыжка от толщины послепрыжкового слоя в стационарном режиме. Область растекания струи при этом упрощенно разделена на две зоны: невязкого и вязкого течения (для второй из этих зон принято допущение о постоянстве толщины потока жидкости). Методика рекомендуется для использования процесса охлаждения металлических листов круглыми струями жидкости в инженерных расчетах, а также решения задач автоматического управления этим процессом в режиме реального времени.

Виконано аналітичне дослідження кільцевого гідравлічного стрибка, що утворюється при вертикальному натіканні одиночного круглого струменя рідини на верхню поверхню нерухомої горизонтальної пластини. Отримано прості залежності радіуса стрибка від товщини післястрибкового шару в стаціонарному режимі. Область розтікання струменя при цьому спрощено розділено на дві зони: нев’язкої та в’язкої течії (для другої з цих зон прийнято припущення про сталість товщини потоку рідини). Методику рекомендовано для використання процесу охолодження металевих листів струменями рідини в інженерних розрахунках, а також при вирішенні задач автоматичного управління цим процесом у режимі реального часу.

An analytical study of the circular hydraulic jump (CHJ) formed by impinging single round liquid jet on an upper surface of a fixed horizontal plate was carried out. The simple dependences for estimation of the CHJ radius according to the downstream flow height in the stationary mode are obtained. The jet spreading region was simplistically divided in two zones namely inviscid and viscous flow (second one was assumpted constant for the layer thickness). The method is recommended for using in engineering calculations of the process of steel sheets cooling with liquid jets, also for solving problems of automatic process control in real-time operation mode.