如何计算冷却速度

 

　　我们有一个零件通过热处理以后进行空冷处理，零件尺寸很小一块钢板（45#）尺寸600*600，冷却采用风机吹入风盒，风盒一面打孔，开孔为3mm孔间距20mm，吹风口风压约8000par，，吹风面距离零件表面30mm左右，基本上散热都全部排向大气，零件加热后的温度为450℃左右，吹风冷却；现在由于库房有一风机风压达不到8000par只有4500par，但是风量很大，不知道如果将3mm孔扩大增加出风量是否能够达到上述高压的冷却效果.如何计算出零件的冷却速度啊，是不是冷却速度和单位时间吹在零件表面的风量有关啊，吹在零件表面的风量是不是根据风压算出风速，风速乘以打孔面积就是风量吗？是否可以这样计算

　　就想问一下同条件下的冷却速度是否和吹在零件上的流量有关啊，高压打孔少但流速搞，低压打孔多但流速低是否从中单位时间上吹在零件流量相同就等同于冷却速度相同。

　　工件风冷设计计算! 

 

工件材料：铝合金)  

工件重量：m=20kg 

工件表面积:A=0.1*6=0.6m2

 

温度下降值：ΔT=2℃

温度下降时间:t=20秒

 

换热系数：

无风：K=8W/m2.k

自然风:K=15 W/m2.k

风扇风：K=23 W/m2.k

 

铝比热：C=0.2kcal/kg.k

 

工件热能：W=CmΔT=0.2*20*2=8kcal=8*4.2kJ=33.6kJ

工件热功率：P=W/t=33.6/20=1.68kW=1680W

 

工件冷却所需温差：

ΔT’=P/K=1680/8/0.6=350K(无风)

ΔT’=P/K=1680/15/0.6=187K(工件6面自然风)

ΔT’=P/K=1680/23/0.6=122K(工件6面风扇风)

 

结论:

冷却时间短，需要超大的温差，无解。

应加大冷却时间，如2分钟，则所需温差下降6倍，ΔT=20K(工件6面风扇风)，有解。