噴嘴的熱態(tài)特性

從噴嘴射出的水滴以一定速度打到高溫鑄坯表面，水滴與鑄坯表面之間熱交換，把鑄坯熱量帶走。研究指出，當鑄坯表面溫度＜300℃，水滴潤濕表面，冷卻效率高(達80％)；當鑄坯表面溫度>300℃，水滴與表面不潤濕，水滴破裂流失，冷卻效率低(僅有20％)。

噴霧水滴與高溫鑄坯之間熱交換是與噴水流量、壓力、霧化狀況、安裝距離、鑄坯表面狀況等因素有關(guān)的。它們之間傳熱可表示為：

Φ=h(T_S？T_W)

式中Φ—水滴帶走的熱流；

h—傳熱系數(shù)；

T_S—鑄坯表面溫度；

T_W—冷卻水溫度。

以傳熱系數(shù)h來表征二次冷卻區(qū)噴水冷卻效率，h值大，二次冷卻效率就高。然而，二次冷卻區(qū)鑄坯表面溫度達1100℃左右，水滴打到高溫表面的冷卻效率是很低的，為提高二次冷卻效率，就必須提高水流密度，它們之間經(jīng)驗關(guān)系式：

h=AWn

式中W—水流密度，L/(cm²·min)：

A—常數(shù)；

n—常數(shù)。

在工業(yè)連鑄機上測定傳熱系數(shù)是很困難的，不少研究者在實驗室內(nèi)用熱模擬裝置測定不同噴嘴結(jié)構(gòu)噴霧水滴與高溫表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h值，得出了經(jīng)驗公式：

h=1.57w^0.55(1—0.0075Tw)

h=0.875×5748(1—7.5×10^-3T_w)×w^0.451

h=0.61w^0.40

這樣，用實驗方法求出了不同噴嘴噴水條件下的h與w關(guān)系式，為設(shè)計連鑄二次冷卻最佳配水制度提供了理論依據(jù)。