JP2005246471A - Temperature simulation method of body to be cooled by spray cooling and decision method for cooling condition - Google Patents

Temperature simulation method of body to be cooled by spray cooling and decision method for cooling condition Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature simulation method or a decision method for cooling condition which is generalized and applicable to a variety of cooling conditions, in the temperature simulation during cooling of a body to be cooled by supplying a cooling fluid, and in the decision of a cooling condition to satisfy a target cooling specification. <P>SOLUTION: The temperature simulation method estimates a temperature distribution when the body to be cooled is cooled by the cooling fluid supplied from a nozzle. The temperature simulation method comprises a Reynolds number calculation step of calculating the Reynolds number Re of the cooling fluid flowing inside the nozzle, a hc distribution calculation step to obtain the hc distribution that is a distribution of thermal conductivity coefficient of the cooling fluid on the outer surface of the body to be cooled, based on the calculated Reynolds number Re, and a temperature distribution calculation step of obtaining the temperature distribution in a forging die based on the distribution of the thermal conductivity coefficient on the outer surface of the forging die. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は,ノズルから供給した冷却流体により被冷却体を冷却する際の温度分布を推定する温度分布シミュレーション方法及び、目標とする冷却仕様を満たす冷却条件の決定方法に関する。   The present invention relates to a temperature distribution simulation method for estimating a temperature distribution when a cooled object is cooled by a cooling fluid supplied from a nozzle, and a cooling condition determination method that satisfies a target cooling specification.

従来、例えば、冷却流体を供給して鋳造型を冷却する際の温度分布をシミュレーションする方法として、冷却流体の供給源である冷却ポイントの位置、噴射方向、噴射投影形状及び、冷却能力を基にして、鋳造型の外表面における外部との間の伝熱係数を求めるものがある。このシミュレーション方法は、上記のごとく求めた伝熱係数を基にして、鋳造型の温度分布を推定している。   Conventionally, for example, as a method of simulating the temperature distribution when cooling a casting mold by supplying a cooling fluid, it is based on the position of the cooling point that is the supply source of the cooling fluid, the injection direction, the injection projection shape, and the cooling capacity. In some cases, the heat transfer coefficient between the outer surface of the casting mold and the outside is obtained. In this simulation method, the temperature distribution of the casting mold is estimated based on the heat transfer coefficient obtained as described above.

特開2003−170269号公報JP 2003-170269 A

しかしながら、上記従来の温度シミュレーション方法には、次のような問題がある。すなわち、上記冷却ポイントを特定する位置、噴射方向、噴射投影形状及び、冷却能力のうち、特に、冷却能力は、冷却流体の種類や、その噴射量に依存する特性値である。それ故、上記の温度シミュレーション方法では、冷却流体の種類を変更したり、その噴射量を変更したとき、その都度、冷却能力を実測する必要を生じるおそれがある。   However, the conventional temperature simulation method has the following problems. That is, among the position for specifying the cooling point, the injection direction, the injection projection shape, and the cooling capacity, in particular, the cooling capacity is a characteristic value that depends on the type of cooling fluid and the injection amount. Therefore, in the above temperature simulation method, when the type of the cooling fluid is changed or the injection amount is changed, it is necessary to actually measure the cooling capacity each time.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、冷却流体を供給して被冷却体を冷却する際の温度シミュレーション及び、目標とする冷却仕様を満たす冷却条件の決定において、多様な冷却条件に適用し得る一般化された温度シミュレーション方法あるいは冷却条件の決定方法を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems. In the temperature simulation when cooling the object to be cooled by supplying the cooling fluid and the determination of the cooling condition satisfying the target cooling specification, there are various. It is an object of the present invention to provide a generalized temperature simulation method or a cooling condition determination method that can be applied to cooling conditions.

第1の発明は、ノズルから供給した冷却流体により被冷却体を冷却する際の温度分布を推定する温度シミュレーション方法において、
上記ノズル内を流動する上記冷却流体のレイノルズ数を算出するレイノルズ数算出工程と、
上記レイノルズ数に基づいて、上記被冷却体の外表面における上記冷却流体との間の熱伝達係数の分布であるhc分布を算出するhc分布算出工程と、
上記hc分布に基づいて、上記被冷却体の内部及び外表面の温度分布を求める温度分布算出工程とを行うことを特徴とする温度シミュレーション方法にある(請求項1)。
1st invention is the temperature simulation method which estimates the temperature distribution at the time of cooling a to-be-cooled body with the cooling fluid supplied from the nozzle,
A Reynolds number calculating step of calculating the Reynolds number of the cooling fluid flowing in the nozzle;
An hc distribution calculating step of calculating an hc distribution that is a distribution of a heat transfer coefficient with the cooling fluid on the outer surface of the cooled object, based on the Reynolds number;
A temperature simulation method characterized by performing a temperature distribution calculation step of obtaining a temperature distribution of the inner and outer surfaces of the object to be cooled based on the hc distribution (claim 1).

上記第1の発明の温度シミュレーション方法は、「吹き付け冷却用の上記ノズル内を流動する上記冷却流体のレイノルズ数によって、上記被冷却体の外表面における上記冷却流体との間の熱伝達係数の分布を算出可能である」という旨の、発明者らが実験や解析等を通じて獲得した新たな知見に基づく方法である。   According to the temperature simulation method of the first aspect of the invention, the distribution of the heat transfer coefficient between the cooling fluid on the outer surface of the object to be cooled is determined according to the Reynolds number of the cooling fluid flowing in the nozzle for spray cooling It is a method based on new knowledge that the inventors have acquired through experiments, analysis, and the like.

つまり、上記温度シミュレーション方法では、上記レイノルズ数算出工程において、上記ノズル内を流動する上記冷却流体のレイノルズ数を算出し、その後に行う上記hc分布算出工程では、算出したレイノルズ数に基づいて、上記被冷却体の外表面における上記冷却流体との間の熱伝達係数の分布である上記hc分布を求める。
そして、伝熱工学等に属する熱伝導解析手法及び熱伝達解析手法を利用して、上記被冷却体の外表面の上記熱伝達係数の分布から上記被冷却体の温度分布を求める。
That is, in the temperature simulation method, in the Reynolds number calculation step, the Reynolds number of the cooling fluid flowing in the nozzle is calculated, and in the hc distribution calculation step performed thereafter, the Reynolds number is calculated based on the calculated Reynolds number. The hc distribution, which is the distribution of the heat transfer coefficient with the cooling fluid on the outer surface of the object to be cooled, is obtained.
And the heat distribution analysis method and heat transfer analysis method which belong to heat transfer engineering etc. are used, and the temperature distribution of the said to-be-cooled body is calculated | required from distribution of the said heat transfer coefficient of the outer surface of the said to-be-cooled body.

以上のように、上記第1の発明の温度シミュレーション方法は、上記ノズル内の上記冷却流体のレイノルズ数に着目し、このレイノルズ数に基づいて上記被冷却体の外表面の上記熱伝達係数を定量化した点で、画期的な温度シミュレーション方法である。   As described above, the temperature simulation method of the first invention focuses on the Reynolds number of the cooling fluid in the nozzle, and quantifies the heat transfer coefficient of the outer surface of the cooled object based on the Reynolds number. This is an epoch-making temperature simulation method.

第2の発明は、ノズルから供給した冷却流体により被冷却体を冷却する際の冷却条件の決定方法において、
上記被冷却体における特定点を設定すると共に、所定時間後における上記特定点の温度である目標到達温度を設定する目標設定工程と、
上記目標到達温度を実現するために必要な上記被冷却体の外表面における上記冷却流体との間の熱伝達係数の分布であるhc分布を決定するhc分布決定工程と、
上記hc分布に基づいて、上記ノズル内を流動する上記冷却流体のレイノルズ数を決定するレイノルズ数決定工程と、
上記レイノルズ数に基づいて、上記ノズルのノズル内径、上記ノズル内の上記冷却流体の流速、流量、温度、動粘性係数及び上記冷却流体の種類により規定される冷却条件のうち、少なくともいずれかを決定して上記冷却条件を決定する仕様決定工程とを行うことを特徴とする冷却条件の決定方法にある(請求項6)。
A second invention is a method for determining a cooling condition when cooling an object to be cooled by a cooling fluid supplied from a nozzle.
A target setting step for setting a specific point in the body to be cooled and setting a target temperature that is a temperature of the specific point after a predetermined time;
An hc distribution determination step for determining an hc distribution, which is a distribution of a heat transfer coefficient between the cooling fluid and the cooling fluid on the outer surface of the object to be cooled necessary to achieve the target temperature;
A Reynolds number determining step for determining a Reynolds number of the cooling fluid flowing in the nozzle based on the hc distribution;
Based on the Reynolds number, at least one of the nozzle inner diameter, the flow rate of the cooling fluid in the nozzle, the flow rate, the temperature, the kinematic viscosity coefficient, and the cooling condition defined by the type of the cooling fluid is determined. Then, a specification determining step for determining the cooling condition is performed. (Claim 6)

上記第2の発明の冷却条件の決定方法では、まず、上記目標設定工程を実施し、上記被冷却体における上記特定点を設定すると共に、所定時間後における上記特定点の温度である目標到達温度を設定する。そして、上記hc分布決定工程では、伝熱工学等に属する熱伝導解析手法や、熱伝達解析手法等を利用して、設定した上記目標到達温度を実現するために上記被冷却体の外表面において必要な上記熱伝達係数の分布である上記hc分布を決定する。   In the cooling condition determination method according to the second aspect of the invention, first, the target setting step is performed, the specific point in the cooled object is set, and the target temperature that is the temperature of the specific point after a predetermined time is set. Set. In the hc distribution determination step, the outer surface of the object to be cooled is realized by using a heat conduction analysis method belonging to heat transfer engineering or the like, a heat transfer analysis method, or the like to achieve the set target temperature. The hc distribution, which is a distribution of the necessary heat transfer coefficient, is determined.

その後、上記レイノルズ係数決定工程を実施し、上記hc分布に基づいて、上記ノズル内を流動する上記冷却流体のレイノルズ数を決定する。そしてさらに、上記仕様決定工程を実施して、上記ノズルのノズル内径、上記ノズル内の上記冷却流体の流速、流量、温度、動粘性係数及び上記冷却流体の種類により規定される冷却条件のうち、少なくともいずれかを決定して上記冷却条件を決定する。   Thereafter, the Reynolds coefficient determination step is performed, and the Reynolds number of the cooling fluid flowing in the nozzle is determined based on the hc distribution. And further, the specification determining step is performed, and among the cooling conditions defined by the nozzle inner diameter of the nozzle, the flow velocity of the cooling fluid in the nozzle, the flow rate, the temperature, the kinematic viscosity coefficient, and the type of the cooling fluid, The cooling condition is determined by determining at least one of them.

例えば、ノズル等の冷却装置を新規に設計するような場合には、決定された上記レイノルズ数を満たす範囲で、上記ノズル径や、上記冷却流体の流量や、温度等を決定することができる。或いは、例えば、既存の冷却装置を用いるような場合であって、上記ノズル径や、上記冷却流体の種類などが固定的であるときには、決定された上記レイノルズ数に基づいて、上記冷却流体の流量や、その温度などのその他の仕様を決定することができる。   For example, when a cooling device such as a nozzle is newly designed, the nozzle diameter, the flow rate of the cooling fluid, the temperature, and the like can be determined within a range that satisfies the determined Reynolds number. Alternatively, for example, when an existing cooling device is used and the nozzle diameter and the type of the cooling fluid are fixed, the flow rate of the cooling fluid is determined based on the determined Reynolds number. And other specifications such as its temperature can be determined.

以上のように上記第2の発明は、上記レイノルズ数と上記被冷却体の外表面における上記冷却流体との間の熱伝達係数との関係に注目し、その関係を利用して上記冷却条件を決定するものである。
すなわち、伝熱工学等に属する一般的な解析手法を利用し、上記目標到達温度から上記被冷却体の外表面で必要となる上記hc分布を求め、その後、該hc分布から上記レイノルズ係数を決定する。そして、該レイノルズ係数に基づいて、効率良く冷却条件を決定している。
なお、上記特定点としては、上記被冷却体の外表面にあっても、内部にあっても良く、また、1つだけ設定しても、複数設定しても良い。
As described above, the second invention pays attention to the relationship between the Reynolds number and the heat transfer coefficient between the cooling fluid on the outer surface of the object to be cooled and uses the relationship to set the cooling condition. To decide.
That is, using a general analysis method belonging to heat transfer engineering or the like, the hc distribution required on the outer surface of the cooled object is obtained from the target temperature, and then the Reynolds coefficient is determined from the hc distribution. To do. The cooling conditions are determined efficiently based on the Reynolds coefficient.
The specific point may be on the outer surface of the body to be cooled or may be on the inside, or only one or a plurality of specific points may be set.

上記第1及び上記第2の発明においては、上記被冷却体としては、例えば、鍛造型や、鋳造型や、切削加工機や、旋盤加工機や、加工対象であるワーク等、冷却を必要とする様々な対象がある。
上記第1の発明においては、上記被冷却体は、鍛造プレス成形用の鍛造型であることが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記鍛造型の温度シミュレーションを精度良く実施でき、該鍛造型の温度管理を適切に行うことができる。そして、温度管理を適切に実施した上記鍛造型では、その型寿命を長くして生産コストを抑制できる。
In the first and second inventions, the object to be cooled requires cooling of, for example, a forging die, a casting die, a cutting machine, a lathe machine, a workpiece to be machined, and the like. There are various subjects to do.
In the first aspect of the invention, the object to be cooled is preferably a forging die for forging press molding.
In this case, the temperature simulation of the forging die can be performed with high accuracy, and the temperature management of the forging die can be appropriately performed. And in the said forging die which implemented temperature control appropriately, the die lifetime can be lengthened and production cost can be suppressed.

また、上記hc分布算出工程では、上記レイノルズ数と、上記被冷却体の外表面のうちの上記ノズルの水流中心における上記熱伝達係数との関係を表す第1のマップ及び、上記水流中心からの距離と、上記水流中心における上記熱伝達係数に対する割合である熱伝達係数比との関係を表す第2のマップを利用して上記hc分布を求めることが好ましい(請求項3)。   Further, in the hc distribution calculating step, a first map representing a relationship between the Reynolds number and the heat transfer coefficient at the water flow center of the nozzle on the outer surface of the object to be cooled, and from the water flow center, It is preferable to obtain the hc distribution by using a second map representing a relationship between a distance and a heat transfer coefficient ratio that is a ratio to the heat transfer coefficient at the water flow center.

この場合には、上記第1のマップ及び上記第2のマップを組み合わせることで、上記ノズルから上記冷却流体を供給して上記被冷却体を冷却する際、上記hc分布を効率良く求めることができる。
そして、上記hc分布が求まれば、その後、一般的な熱伝導解析手法や、熱伝達解析手法等を利用して効率良く上記被冷却体の温度分布を推定することができる。
In this case, by combining the first map and the second map, the hc distribution can be obtained efficiently when the cooling fluid is supplied from the nozzle to cool the object to be cooled. .
And if the said hc distribution is calculated | required, the temperature distribution of the said to-be-cooled body can be estimated efficiently using a general heat conduction analysis method, a heat transfer analysis method, etc. after that.

また、上記第1のマップ及び上記第2のマップは、上記ノズルから供給する上記冷却流体の広がり度合いを表す指標を用いて補正したものであることが好ましい(請求項4)。
上記ノズルから供給する上記冷却流体の広がり度合いが変更されると、上記水流中心における上記熱伝達係数はもとより、該水流中心の周辺の上記hc分布が変わってくるおそれがある。
In addition, it is preferable that the first map and the second map are corrected using an index representing a degree of spread of the cooling fluid supplied from the nozzle.
When the degree of spread of the cooling fluid supplied from the nozzle is changed, the hc distribution around the water flow center may change as well as the heat transfer coefficient at the water flow center.

そのため、上記のごとく上記冷却流体の広がり度合いに応じて上記第1及び上記第2のマップを補正する場合には、上記被冷却体に供給する上記冷却流体の広がり度合いに関わらず、上記hc分布を精度良く算出することができる。   Therefore, when the first and second maps are corrected according to the degree of spread of the cooling fluid as described above, the hc distribution regardless of the degree of spread of the cooling fluid supplied to the object to be cooled. Can be calculated with high accuracy.

また、上記第2のマップは、上記被冷却体の上記外表面の曲率により補正したものであることが好ましい(請求項5)。
上記被冷却体の上記外表面の曲率が変わると、上記水流中心における熱伝達係数はそのままでも、該水流中心の周辺の上記hc分布が変わってくるおそれがある。
そのため、上記のごとく上記被冷却体の上記外表面の曲率に応じて上記第1のマップを補正する場合には、上記被冷却体の上記外表面の曲率に関わらず、上記hc分布を精度良く算出することができる。
Further, it is preferable that the second map is corrected by the curvature of the outer surface of the object to be cooled.
If the curvature of the outer surface of the object to be cooled changes, the hc distribution around the water flow center may change even if the heat transfer coefficient at the water flow center remains unchanged.
Therefore, when the first map is corrected according to the curvature of the outer surface of the cooled object as described above, the hc distribution is accurately determined regardless of the curvature of the outer surface of the cooled object. Can be calculated.

上記第2の発明においては、上記被冷却体は、鍛造成形用の鍛造型であることが好ましい(請求項7)。
この場合には、上記鍛造型を適切に冷却するための上記冷却条件を効率良く決定することができる。そして、この冷却条件に従って上記鍛造型を冷却すれば、その型寿命を長くすることができる。
In the second invention, it is preferable that the object to be cooled is a forging die for forging.
In this case, the cooling conditions for appropriately cooling the forging die can be determined efficiently. And if the said forging die is cooled according to this cooling condition, the die lifetime can be extended.

また、上記レイノルズ数決定工程では、上記レイノルズ数と、上記被冷却体の外表面のうちの上記ノズルの水流中心における上記熱伝達係数との関係を表す第1のマップ及び、上記水流中心からの距離と、上記水流中心における上記熱伝達係数に対する割合である熱伝達係数比との関係を表す第2のマップを利用して上記レイノルズ数を求めることが好ましい(請求項8)。   Further, in the Reynolds number determination step, a first map representing a relationship between the Reynolds number and the heat transfer coefficient at the water flow center of the nozzle on the outer surface of the object to be cooled, and from the water flow center, It is preferable to obtain the Reynolds number using a second map that represents the relationship between the distance and a heat transfer coefficient ratio that is a ratio to the heat transfer coefficient at the water flow center.

この場合には、上記第1のマップ及び上記第2のマップを組み合わせることで、上記ノズルから上記被冷却体に上記冷却流体を供給して冷却する際の、上記hc分布を効率良く求めることができる。
そして、上記hc分布が求まれば、その後、効率良く上記被冷却体の温度分布を推定することができる。
In this case, by combining the first map and the second map, the hc distribution can be efficiently obtained when the cooling fluid is supplied from the nozzle to the cooled object and cooled. it can.
And if the said hc distribution is calculated | required, the temperature distribution of the said to-be-cooled body can be estimated efficiently after that.

また、上記第1のマップ及び上記第2のマップは、上記ノズルから供給する上記冷却流体の広がり度合いを表す指標を用いて補正したものであることが好ましい(請求項9)。
この場合には、上記被冷却体に供給する上記冷却流体の広がり度合いに関わらず、上記hc分布を精度良く決定することができる。
In addition, it is preferable that the first map and the second map are corrected using an index representing a degree of spread of the cooling fluid supplied from the nozzle.
In this case, the hc distribution can be accurately determined regardless of the extent of the cooling fluid supplied to the cooled object.

また、上記第2のマップは、上記被冷却体の上記外表面の曲率値により補正したものであることが好ましい(請求項10)。
この場合には、上記被冷却体の上記外表面の曲率に関わらず、上記hc分布を精度良く決定することができる。
The second map is preferably corrected by the curvature value of the outer surface of the body to be cooled.
In this case, the hc distribution can be accurately determined regardless of the curvature of the outer surface of the cooled object.

また、上記第2のマップは、上記被冷却体の外表面の法線方向と、上記ノズルが上記冷却流体を吹き付ける方向であるノズル方向とのなす角であるノズル傾斜角により補正したものであることが好ましい(請求項11)。
この場合には、上記吹き付け角度に関わらず、上記hc分布を精度良く決定することができる。
The second map is corrected by a nozzle inclination angle that is an angle formed between a normal direction of the outer surface of the cooled object and a nozzle direction in which the nozzle blows the cooling fluid. (Claim 11).
In this case, the hc distribution can be accurately determined regardless of the spray angle.

(実施例1)
本例は、ノズルから供給した冷却流体により熱間鍛造用の鍛造型を冷却する際の温度分布を推定する温度シミュレーション方法に関する。この内容について、図1〜図6を用いて説明する。
本例は、ノズルから供給した冷却流体により被冷却体(本例では、図示しない鍛造型。)を冷却する際の温度分布を推定する温度シミュレーション方法に関する。
この温度シミュレーション方法は、ノズル内を流動する冷却流体のレイノルズ数Reを算出するレイノルズ数算出工程と、算出したレイノルズ数Reに基づいて、被冷却体の外表面における冷却流体との間の熱伝達係数の分布であるhc分布を算出するhc分布算出工程と、鍛造型の外表面における熱伝達係数の分布に基づいて、鍛造型の内部及び外表面の温度分布を求める温度分布算出工程とを行う。
以下に、この内容について詳しく説明する。
(Example 1)
This example relates to a temperature simulation method for estimating a temperature distribution when a forging die for hot forging is cooled by a cooling fluid supplied from a nozzle. This will be described with reference to FIGS.
This example relates to a temperature simulation method for estimating a temperature distribution when cooling an object to be cooled (in this example, a forging die not shown) with a cooling fluid supplied from a nozzle.
In this temperature simulation method, the Reynolds number calculation step of calculating the Reynolds number Re of the cooling fluid flowing in the nozzle, and the heat transfer between the cooling fluid on the outer surface of the object to be cooled based on the calculated Reynolds number Re. An hc distribution calculating step for calculating an hc distribution, which is a coefficient distribution, and a temperature distribution calculating step for obtaining the temperature distribution on the inner and outer surfaces of the forging die based on the distribution of the heat transfer coefficient on the outer surface of the forging die. .
This content will be described in detail below.

本例は、熱間鍛造プレスに用いる鍛造型を冷却する際の温度分布を推定する温度シミュレーション方法である。この温度シミュレーション方法は、発明者らが、長年にわたる実証実験と解析作業を通じて新たに見出した新たな知見に基づくものである。この新たな知見とは、ノズル内を流動する冷却流体のレイノルズ数Reが、鍛造型の外表面における冷却流体との間の熱伝達係数と密接に関係しており、レイノルズ数Reに基づいて上記熱伝達係数を求め得るという知見である。この内容を以下に説明する。   This example is a temperature simulation method for estimating a temperature distribution when cooling a forging die used in a hot forging press. This temperature simulation method is based on new knowledge newly found by the inventors through verification experiments and analysis work over many years. This new finding is that the Reynolds number Re of the cooling fluid flowing in the nozzle is closely related to the heat transfer coefficient with the cooling fluid on the outer surface of the forging die, and the above is based on the Reynolds number Re. This is the knowledge that the heat transfer coefficient can be obtained. This will be described below.

ノズルから冷却流体を供給して鍛造型を冷却する際、その外表面の熱伝達係数は、図1に示すごとく、上記ノズル内を流動する冷却流体のレイノルズ数Reに依存して変化する。同図では、冷却開始1秒後の熱伝達係数の実測値をプロット1a(塗りつぶし◇印で示す。)として示し、実線1bには、最小二乗法で求めた近似曲線を示している。   When the cooling fluid is supplied from the nozzle to cool the forging die, as shown in FIG. 1, the heat transfer coefficient of the outer surface changes depending on the Reynolds number Re of the cooling fluid flowing in the nozzle. In the figure, the measured value of the heat transfer coefficient 1 second after the start of cooling is shown as a plot 1a (indicated by solid ◇), and the solid line 1b shows an approximate curve obtained by the least square method.

なお、同図では、横軸には、ノズル内を流動する冷却流体のレイノルズ数Reを示し、縦軸には、鍛造型の外表面のうち、ノズルによる水流中心に当たる位置での冷却流体との間の熱伝達係数を示している。さらに、同図では、略平面状を呈する外表面に冷却流体を供給する場合を示してある。   In the figure, the horizontal axis represents the Reynolds number Re of the cooling fluid flowing in the nozzle, and the vertical axis represents the cooling fluid at a position corresponding to the water flow center by the nozzle on the outer surface of the forging die. The heat transfer coefficient is shown. Furthermore, in the same figure, the case where a cooling fluid is supplied to the outer surface which exhibits a substantially planar shape is shown.

すなわち、同図によれば、鍛造型の外表面のうち上記水流中心での熱伝達係数は、レイノルズ数Reに依存して変化する。そして、発明者らによる様々な実証実験によれば、上記熱伝達係数は、ノズル口径や、冷却流体の流速、流量や、冷却流体の温度等の個々の値に依らず、レイノルズ数Reのみに依存していることがわかった。すなわち、上記レイノルズ数Reが略一致している限り、鍛造型の外表面のうち上記水流中心における熱伝達係数はほぼ一定である。   That is, according to the figure, the heat transfer coefficient at the center of the water flow in the outer surface of the forging die changes depending on the Reynolds number Re. And, according to various demonstration experiments by the inventors, the heat transfer coefficient does not depend on individual values such as nozzle diameter, cooling fluid flow velocity, flow rate, cooling fluid temperature, etc., but only Reynolds number Re. It turns out that it depends. That is, as long as the Reynolds number Re is substantially the same, the heat transfer coefficient at the water flow center in the outer surface of the forging die is substantially constant.

さらに、鍛造型の外表面における熱伝達係数は、図2に示すごとく、上記水流中心からの距離に応じて変化する。なお、同図では、横軸に、水流中心からの距離rをノズル経Dによって除した無次元数を規定し、縦軸には、水流中心の熱伝達係数を1としたときの各位置における熱伝達係数を示してある。
そして、上記水流中心の周辺の熱伝達係数の変化は、ノズル内を流動する冷却流体のレイノルズ数の影響を受ける。すなわち、レイノルズ数Re=47000〜70000の範囲にある場合(同図中、プロット2a(白抜き○印で示す。)。)の方が、Re=10000〜140000の範囲にある場合(同図中、プロット2b(×印で示す。)。)と比べて、水流中心から離れたときの熱伝達係数の低下が抑制されている。
Further, the heat transfer coefficient on the outer surface of the forging die changes according to the distance from the water flow center as shown in FIG. In the figure, the horizontal axis defines a dimensionless number obtained by dividing the distance r from the water flow center by the nozzle diameter D, and the vertical axis indicates the position at each position where the heat transfer coefficient at the water flow center is 1. The heat transfer coefficient is shown.
The change in the heat transfer coefficient around the water flow center is affected by the Reynolds number of the cooling fluid flowing in the nozzle. That is, when the Reynolds number Re is in the range of 47000 to 70000 (in the figure, the plot 2a (indicated by white circles)) is in the range of Re = 10000 to 140000 (in the figure). Compared with the plot 2b (indicated by x), the decrease in the heat transfer coefficient when being away from the water flow center is suppressed.

さらに、発明者らは、被冷却体としての鍛造型の温度を変更した実験を行い、上記のレイノルズ数と熱伝達係数との関係(図1及び図2に示す関係。)が、図3に示すごとく、鍛造型の温度に依存せず略一定の関係を呈することを見出した。
上記実験の実測値をプロット3a(塗りつぶし□印で示す。)で表すと共に、本例の温度シミュレーション方法による計算値をプロット3b(塗りつぶし◇印で示す。)によって表した図3によれば、鍛造型の温度によらず実測値と計算値とが非常に良く一致している。このことは、上記のレイノルズ数Reと熱伝達係数との関係が、鍛造型の温度によらず略一定であることを示している。
なお、同図では、その横軸に冷却開始前の鍛造型の温度を規定し、縦軸には、冷却開始1秒後の鍛造型の温度を規定してある。
Further, the inventors conducted an experiment in which the temperature of the forging die as the body to be cooled was changed, and the relationship between the Reynolds number and the heat transfer coefficient (the relationship shown in FIGS. 1 and 2) is shown in FIG. As shown, it has been found that a substantially constant relationship is exhibited without depending on the temperature of the forging die.
According to FIG. 3 in which the measured value of the above experiment is represented by plot 3a (indicated by solid squares) and the calculated value by the temperature simulation method of this example is represented by plot 3b (indicated by solid squares), forging The measured values and the calculated values agree very well regardless of the mold temperature. This indicates that the relationship between the Reynolds number Re and the heat transfer coefficient is substantially constant regardless of the temperature of the forging die.
In the figure, the horizontal axis defines the temperature of the forging die before the start of cooling, and the vertical axis defines the temperature of the forging die one second after the start of cooling.

さらにまた、発明者らは、鍛造型を冷却する冷却流体の種類や温度を変更した実験を行い、上記のレイノルズ数と熱伝達係数との関係(図1及び図2に示す関係。)が、供給する冷却流体の温度に依存せず略一定の関係を呈することを見出した。
冷却流体として、23℃の水(プロット4a(塗りつぶし○印で示す。))、40℃の水(プロット4b(塗りつぶし△印で示す。))、10℃の水(プロット4c(塗りつぶし□印で示す。))、水に10体積%の潤滑剤を希釈したものよりなる23℃の潤滑剤A(プロット4d(白抜き○印で示す。))、10℃の同潤滑剤A(プロット4e(白抜き□印で示す。))、40℃の同潤滑剤A(プロット4f(白抜き△印で示す。))を用いた上記実験の各結果を示す図4によれば、冷却流体の種類や温度を変更しても、レイノルズ数と熱伝達係数との関係はほぼ一定である。
なお、同図では、横軸に、レイノルズ数Reを示し、縦軸に、上記水流中心における熱伝達係数を示している。
Furthermore, the inventors conducted an experiment in which the type and temperature of the cooling fluid for cooling the forging die were changed, and the relationship between the Reynolds number and the heat transfer coefficient (the relationship shown in FIGS. 1 and 2) was obtained. It has been found that a substantially constant relationship is exhibited regardless of the temperature of the cooling fluid supplied.
As a cooling fluid, water at 23 ° C. (plot 4a (shown by filled circles)), water at 40 ° C. (plot 4b (shown by filled Δ marks)), water at 10 ° C. (plot 4c (filled squares) 23) Lubricant A at 23 ° C. (plot 4d (indicated by white circles))) and 10 ° C. Lubricant A (plot 4e ( According to FIG. 4 showing the results of the above experiments using the same lubricant A at 40 ° C. (plot 4f (indicated by white triangle Δ))), the kind of cooling fluid is shown. Even if the temperature is changed, the relationship between the Reynolds number and the heat transfer coefficient is almost constant.
In the figure, the horizontal axis represents the Reynolds number Re, and the vertical axis represents the heat transfer coefficient at the water flow center.

さらに、本例で上記温度シミュレーション方法を適用するに当たっては、その妥当性を実証する実証実験を行っている。この実証実験は、図5に示すごとく、高さ50mm、直径50mmの略円柱体形状を呈する被冷却体10を用いたものである。そして、実証実験では、この被冷却体10に対して、その円形端面101に対面して配置したノズル20から冷却流体を供給して冷却したときの温度変化を実測した。   Furthermore, when applying the temperature simulation method in this example, a demonstration experiment is performed to verify the validity. As shown in FIG. 5, this demonstration experiment uses a body to be cooled 10 having a substantially cylindrical shape with a height of 50 mm and a diameter of 50 mm. In the demonstration experiment, a temperature change was measured when the cooling fluid was supplied to the cooled object 10 from the nozzle 20 disposed so as to face the circular end surface 101 and cooled.

実証実験のノズル20は、略円柱状を呈する被冷却体10の軸線102に沿って、円形端面101から60mm離れた位置に配置してある。そして、このノズル20は、上記軸方向102に沿って冷却流体を流出させ、被冷却流体10の円形端面101の略中心に、その水流中心を形成するように構成してある。
なお、このノズル20は、内径Φ3.4mmの開口先端を有してなり、その開口先端から水よりなる冷却流体を、流速5.3m毎秒(流量3リットル/min)で供給するように構成してある。このとき、ノズル20内を流動する冷却流体のレイノルズ数は、10056となった。
The nozzle 20 of the demonstration experiment is disposed at a position 60 mm away from the circular end surface 101 along the axis 102 of the cooled object 10 having a substantially cylindrical shape. The nozzle 20 is configured to cause the cooling fluid to flow out along the axial direction 102 so that the water flow center is formed substantially at the center of the circular end surface 101 of the fluid to be cooled 10.
The nozzle 20 has an opening tip with an inner diameter of Φ3.4 mm, and is configured to supply a cooling fluid made of water from the opening tip at a flow rate of 5.3 m per second (flow rate 3 liters / min). It is. At this time, the Reynolds number of the cooling fluid flowing in the nozzle 20 was 10056.

この実証実験による被冷却体10の内部の温度変化を図6に示す。同図では、略円柱形状を呈する被冷却体10の軸線20上の深さ0.5mm(プロット6a(ハッチング◇印で示す。))、2mm(プロット6b(白抜き△印で示す。))、4mm(プロット6c(白抜き◇印で示す。))、25mm(プロット6d(白抜き□印で示す。))の各測定点における温度の経時変化を示す。
なお、同図では、横軸に冷却時間を示し、縦軸に温度を示してある。さらに同図では、各実測値に加えて、本例の温度シミュレーション方法を用いて推定した各測定点における温度を実線で示してある。なおまた、上記の結果は、ノズル20と被冷却体10との距離を、5〜200mmまで変化させても略同様の結果が得られている。
FIG. 6 shows the temperature change inside the cooled object 10 by this demonstration experiment. In this figure, the depth on the axis 20 of the body to be cooled 10 having a substantially cylindrical shape is 0.5 mm (plot 6a (shown by hatching 印)), 2 mm (plot 6b (shown by white triangle))). The time-dependent change in temperature at each measurement point of 4 mm (plot 6c (indicated by white squares)) and 25 mm (plot 6d (indicated by white squares)) is shown.
In the figure, the horizontal axis indicates the cooling time, and the vertical axis indicates the temperature. Furthermore, in the same figure, in addition to each actual measurement value, the temperature at each measurement point estimated using the temperature simulation method of this example is shown by a solid line. In addition, the above results are substantially the same even when the distance between the nozzle 20 and the cooled object 10 is changed from 5 to 200 mm.

同図によれば、実線で示す実測値と、本例の温度シミュレーションによる各プロット値6a〜6dとが良く一致していることがわかる。そして、このことは、レイノルズ数Reに基づいて、被冷却体10の外表面の熱伝達係数を求めて温度を推定する本例の温度シミュレーション方法の妥当性を示している。それ故、本例の温度シミュレーション方法を用いて、被冷却体10の温度分布が精度高く推定できている。   According to the figure, it can be seen that the actual measurement value indicated by the solid line and the plot values 6a to 6d obtained by the temperature simulation of this example are in good agreement. This indicates the validity of the temperature simulation method of this example in which the temperature is estimated by obtaining the heat transfer coefficient of the outer surface of the cooled object 10 based on the Reynolds number Re. Therefore, the temperature distribution of the cooled object 10 can be estimated with high accuracy using the temperature simulation method of this example.

以上のように、発明者らが見出した知見とは、レイノルズ数Reと熱伝達係数とが密接な相関関係を有しており、かつ、その相関関係は、被冷却体の温度によって変動するおそれが少なく、さらに、水ならびに、水に10体積%程度まで潤滑剤を希釈した冷却流体の種類やその温度等によって変動するおそれも少ないというものである。
そして、上記の知見を基礎として、冷却流体のレイノルズ数Reから被冷却体の熱伝達係数を算出するという本例の温度シミュレーション方法は、適用範囲の広い一般性を備えた優れたシミュレーション方法である。したがって、本例の温度シミュレーション方法によれば、冷却流体の種類や、その温度等によらず、被冷却体の冷却温度を精度良く推定することができる。
As described above, the findings found by the inventors are that the Reynolds number Re and the heat transfer coefficient have a close correlation, and the correlation may vary depending on the temperature of the object to be cooled. In addition, there is little risk of fluctuating depending on the type of water and the type of cooling fluid in which the lubricant is diluted to about 10% by volume in water, the temperature thereof, and the like.
Based on the above knowledge, the temperature simulation method of the present example of calculating the heat transfer coefficient of the cooled object from the Reynolds number Re of the cooling fluid is an excellent simulation method having generality with a wide range of application. . Therefore, according to the temperature simulation method of the present example, the cooling temperature of the object to be cooled can be accurately estimated regardless of the type of the cooling fluid, its temperature, and the like.

なお、厳密に言えば、上記冷却流体を吹き付けたときの冷却能力は、潤滑剤の種類や温度等に、若干、依存性を有している。そこで、潤滑剤の種類と温度等に応じて、個別に上記の相関関係を求めておけば、本例の温度シミュレーション方法による温度推定精度を、さらに向上することができる。   Strictly speaking, the cooling capacity when the cooling fluid is sprayed is slightly dependent on the type and temperature of the lubricant. Therefore, if the above correlation is obtained individually according to the type and temperature of the lubricant, the temperature estimation accuracy according to the temperature simulation method of this example can be further improved.

次に、本例の温度シミュレーション方法の内容について説明する。本例では、平面状の外表面を呈する鍛造型の冷却温度を推定した例である。
この温度シミュレーション方法は、上記のごとく、ノズル内を流動する冷却流体のレイノルズ数Reを算出するレイノルズ数算出工程と、レイノルズ数Reに基づいて、鍛造型の外表面における冷却流体との間の熱伝達係数の分布であるhc分布を求めるhc分布算出工程と、鍛造型の外表面における熱伝達係数の分布に基づいて、鍛造型の内部及び外表面の温度分布を求める温度分布算出工程とを行う。
なお、本例では、冷却開始時の鍛造型の温度を300℃としてある。そして、この鍛造型に向けて、内径Φ3.4mmのノズルから水よりなる23℃の冷却流体を、流速5.3m/秒(流量3リットル/分)で供給した。
Next, the contents of the temperature simulation method of this example will be described. In this example, the cooling temperature of the forging die exhibiting a planar outer surface is estimated.
In this temperature simulation method, as described above, the Reynolds number calculation step of calculating the Reynolds number Re of the cooling fluid flowing in the nozzle, and the heat between the cooling fluid on the outer surface of the forging die based on the Reynolds number Re. An hc distribution calculating step for obtaining an hc distribution, which is a distribution of the transfer coefficient, and a temperature distribution calculating step for obtaining the temperature distribution on the inner and outer surfaces of the forging die based on the distribution of the heat transfer coefficient on the outer surface of the forging die. .
In this example, the temperature of the forging die at the start of cooling is set to 300 ° C. Then, a 23 ° C. cooling fluid made of water was supplied from a nozzle having an inner diameter of Φ3.4 mm toward the forging die at a flow rate of 5.3 m / second (flow rate: 3 liters / minute).

上記レイノルズ数算出工程は、ノズルから被冷却体に冷却流体を供給する際の、ノズルにおける冷却流体のレイノルズ数Reを計算するステップである。本例では、ノズル口径D、温度に応じた動粘性係数ν、冷却流体の流速V、流量Q、ノズル断面積Sを用いた次式によってレイノルズ数Reを計算した。   The Reynolds number calculation step is a step of calculating the Reynolds number Re of the cooling fluid in the nozzle when supplying the cooling fluid from the nozzle to the object to be cooled. In this example, the Reynolds number Re was calculated by the following equation using the nozzle diameter D, the kinematic viscosity coefficient ν according to the temperature, the flow velocity V of the cooling fluid, the flow rate Q, and the nozzle cross-sectional area S.

なお、本例で用いたレイノルズ数の算出式は、次の通りである。
すなわち、
Re=DV/ν
なる算出式である。
あるいは Re=DQ/(Sν)なる算出式を用い、
ノズル20の開口形状が丸形である場合には、S=πD/4なので、
Re=4Q/(πDν)なる算出式を用いることもできる。
但し、上記各算出式におけるνは、温度と冷却流体の種類により決まる値である。
The Reynolds number calculation formula used in this example is as follows.
That is,
Re = DV / ν
This is a calculation formula.
Or, using the calculation formula of Re = DQ / (Sν),
When the opening shape of the nozzle 20 is round is because S = πD 2/4,
A calculation formula of Re = 4Q / (πDν) can also be used.
However, ν in each calculation formula is a value determined by the temperature and the type of the cooling fluid.

上記hc分布算出工程は、レイノルズ数Reに基づいて、被冷却体の外表面における熱伝達係数の分布であるhc分布を求めるステップである。このステップでは、レイノルズ数Reと、鍛造型におけるノズルの水流中心の熱伝達係数との関係を表す第1のマップ(図1に規定される関係。)及び、水流中心からのずれ量に対する熱伝達係数の変化を表す第2のマップ(図2に規定される関係。)に基づいて、上記hc分布を調べる。
上記のごとく第1のマップと第2のマップとを組み合わせれば、ノズルから鍛造型に冷却流体を供給して冷却する際の、該鍛造型の外表面における熱伝達係数の分布を、高精度かつ高効率に求めることができる。
The hc distribution calculating step is a step of obtaining an hc distribution that is a distribution of the heat transfer coefficient on the outer surface of the object to be cooled based on the Reynolds number Re. In this step, a first map (relationship defined in FIG. 1) showing the relationship between the Reynolds number Re and the heat transfer coefficient of the nozzle water flow center in the forging die, and heat transfer with respect to the deviation from the water flow center. The hc distribution is examined on the basis of a second map (the relationship defined in FIG. 2) representing the change of the coefficient.
As described above, when the first map and the second map are combined, the distribution of the heat transfer coefficient on the outer surface of the forging die when the cooling fluid is supplied from the nozzle to the forging die for cooling is highly accurate. In addition, it can be obtained with high efficiency.

そして、次に温度分布算出工程を実施すれば、鍛造型の外表面における熱伝達係数の分布であるhc分布に基づいて、鍛造型の温度分布を求めることができる。すなわち、上記hc分布が求まれば、一般的な熱伝導解析手法や、熱伝達解析手法等を実施し、鍛造型の温度分布を精度高く推定することができる。   Then, if the temperature distribution calculating step is performed next, the temperature distribution of the forging die can be obtained based on the hc distribution that is the distribution of the heat transfer coefficient on the outer surface of the forging die. That is, once the hc distribution is obtained, a general heat conduction analysis method, a heat transfer analysis method, or the like can be performed to estimate the temperature distribution of the forging die with high accuracy.

以上のごとく、本例の温度シミュレーション方法によれば、解析的に、極めて効率良く鍛造型の温度分布を推定することができる。
なお、本例に代えて、複数のノズルから同一の水流中心に向けて冷却流体を供給することも良い。この場合には、各ノズルのレイノルズ数を合計した総レイノルズ数を用いて、本例と同様に上記温度シミュレーションを実施すことができる。
As described above, according to the temperature simulation method of this example, the temperature distribution of the forging die can be estimated extremely efficiently analytically.
Instead of this example, the cooling fluid may be supplied from a plurality of nozzles toward the same water flow center. In this case, the temperature simulation can be performed in the same manner as in this example, using the total Reynolds number obtained by adding the Reynolds numbers of the nozzles.

(実施例2)
本例は、実施例1の温度シミュレーション方法を基にして、鍛造型を冷却する際の適切な冷却条件を決定した例である。
本例の冷却条件の決定方法は、実施例1と同様、レイノルズ数Reと熱伝達係数とが密接な相関関係を有している旨の知見に基づくものである。この内容について、図1及び図2を用いて説明する。
(Example 2)
This example is an example in which an appropriate cooling condition for cooling the forging die is determined based on the temperature simulation method of the first embodiment.
The cooling condition determination method of this example is based on the knowledge that the Reynolds number Re and the heat transfer coefficient have a close correlation, as in the first embodiment. This will be described with reference to FIGS.

本例の冷却条件の決定方法では、鍛造型における特定点を設定すると共に、所定時間後の特定点の温度である目標到達温度を設定する目標設定工程と、目標到達温度を実現するために必要な上記被冷却体の外表面における冷却流体との間の熱伝達係数の分布であるhc分布を決定するhc分布決定工程と、熱伝達係数に基づいて、冷却流体を供給するノズルのレイノルズ数Reを決定するレイノルズ数決定工程と、上記レイノルズ数に基づいて、上記ノズルのノズル内径、上記ノズル内の上記冷却流体の流速、流量、温度、動粘性係数及び上記冷却流体の種類により規定される冷却条件のうち、少なくともいずれかを決定して上記冷却条件を決定する仕様決定工程とを行う。   In the cooling condition determination method of this example, a specific point in the forging die is set, a target setting step for setting a target attainment temperature that is a temperature at the specific point after a predetermined time, and a target attainment temperature are required to be realized. A hc distribution determining step for determining a hc distribution which is a distribution of a heat transfer coefficient with the cooling fluid on the outer surface of the object to be cooled, and a Reynolds number Re of the nozzle which supplies the cooling fluid based on the heat transfer coefficient A step of determining the Reynolds number, and based on the Reynolds number, cooling defined by the nozzle inner diameter, the flow velocity, the flow rate, the temperature, the kinematic viscosity coefficient, and the type of the cooling fluid in the nozzle. A specification determining step of determining at least one of the conditions and determining the cooling condition is performed.

本例の冷却条件の決定方法では、まず、上記目標設定工程を実施し、鍛造型における特定点を設定すると共に、所定時間後における特定点の温度である目標到達温度を設定する。
なお、上記特定点としては、鍛造型の外表面上の位置であっても、内部の位置であっても良く、また、1点のみを設定しても、複数点を設定しても良い。
In the cooling condition determination method of this example, first, the target setting step is performed to set a specific point in the forging die and set a target temperature that is the temperature of the specific point after a predetermined time.
The specific point may be a position on the outer surface of the forging die or an internal position, and only one point or a plurality of points may be set.

次に、上記hc分布決定工程では、設定した特定点において目標到達温度を実現するために必要な鍛造型の外表面の熱伝達係数の分布であるhc分布を決定する。つまり、この工程では、設定した目標到達温度を実現し得るhc分布を求める。なお、本例では、一般的な熱伝導解析手法や、熱伝達解析手法等を用いて、上記hc分布を決定した。   Next, in the hc distribution determining step, an hc distribution that is a distribution of the heat transfer coefficient of the outer surface of the forging die necessary for realizing the target temperature at the set specific point is determined. That is, in this step, an hc distribution that can achieve the set target temperature is obtained. In the present example, the hc distribution is determined using a general heat conduction analysis method, a heat transfer analysis method, or the like.

そしてその後、上記レイノルズ数決定工程では、上記のごとく得たhc分布に基づいて、ノズル内を流動する冷却流体のレイノルズ数Reを決定する。
ここでは、ノズル内を流動する冷却流体のレイノルズ数Reと、鍛造型の外表面のうちノズルの水流中心の熱伝達係数との関係を表す第1のマップ(実施例1で説明した図1に規定される関係。)及び、上記水流中心からの距離に対する熱伝達係数の変化を示す第2のマップ(実施例1で説明した図2に規定される関係。)を利用して、上記hc分布からレイノルズ数Reを求めた。
すなわち、本例では、実施例1と逆の手順により、上記hc分布からレイノルズ数Reを求めている。
Then, in the Reynolds number determination step, the Reynolds number Re of the cooling fluid flowing in the nozzle is determined based on the hc distribution obtained as described above.
Here, a first map showing the relationship between the Reynolds number Re of the cooling fluid flowing in the nozzle and the heat transfer coefficient at the water flow center of the nozzle on the outer surface of the forging die (see FIG. 1 described in the first embodiment). And the second map showing the change in the heat transfer coefficient with respect to the distance from the water flow center (the relationship defined in FIG. 2 described in the first embodiment), and the hc distribution. From this, the Reynolds number Re was determined.
That is, in this example, the Reynolds number Re is obtained from the hc distribution according to the reverse procedure of the first embodiment.

そして、後工程の仕様決定工程では、実施例1で示したレイノルズ数Reの計算式を用いてノズルから冷却流体を供給する際の冷却条件を決定する。
なお、本例では、ノズル径、冷却流体の種類、流速、温度に依存した動粘性係数等の固定値を、上記計算式に代入して、流量、温度の変動的な仕様値を冷却条件として決定した。
Then, in the specification determination process in the subsequent process, the cooling condition for supplying the cooling fluid from the nozzle is determined using the calculation formula of the Reynolds number Re shown in the first embodiment.
In this example, a fixed value such as the kinematic viscosity coefficient depending on the nozzle diameter, the type of cooling fluid, the flow rate, and the temperature is substituted into the above formula, and the variable specification values of the flow rate and temperature are used as the cooling conditions. Decided.

以上のように本例では、設定した目標到達温度を実現する鍛造型の熱伝達係数の分布を決定し、該熱伝達係数に基づいてレイノルズ数Reを計算する。そして、このレイノルズ数Reに基づいて冷却流体を供給する冷却条件を決定した。このように冷却流体の冷却条件を決定すれば、加工現場での現物合わせ等に頼ることなく、解析的に効率良く上記冷却条件を決定することができる。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例1と同様である。
As described above, in this example, the distribution of the heat transfer coefficient of the forging die that achieves the set target temperature is determined, and the Reynolds number Re is calculated based on the heat transfer coefficient. And the cooling conditions which supply a cooling fluid based on this Reynolds number Re were determined. If the cooling condition of the cooling fluid is determined in this way, the above cooling condition can be determined analytically and efficiently without depending on the actual matching at the processing site.
Other configurations and operational effects are the same as those in the first embodiment.

(実施例3)
本例は、実施例1及び実施例2について、被冷却体の外表面の形状(曲率)による補正を行った例である。この内容について、図2、図7及び図8を用いて説明する。
本例では、冷却流体を供給する鍛造型の外表面の曲率によって、熱伝達係数を補正している。すなわち、本例は、鍛造型の外表面の曲率が小さくなる(平面から曲面になる)に伴って、熱伝達係数が低下する影響を考慮した温度シミュレーション方法の例である。
(Example 3)
This example is an example in which correction is performed on the outer surface shape (curvature) of the object to be cooled in the first and second embodiments. This will be described with reference to FIGS. 2, 7, and 8. FIG.
In this example, the heat transfer coefficient is corrected by the curvature of the outer surface of the forging die that supplies the cooling fluid. That is, this example is an example of a temperature simulation method that takes into consideration the effect of the heat transfer coefficient decreasing as the curvature of the outer surface of the forging die decreases (from a flat surface to a curved surface).

本例では、実施例1及び実施例2で用いた第2のマップ(水流中心からの距離に対する熱伝達係数の変化の関係を表すマップ。すなわち、図2に規定される関係。)に代えて、図7及び図8に示すごとく、曲率補正を含めた本例の第2のマップを用いている。
そのため、本例によれば、鍛造型の外表面の曲率によらず、精度の高い温度シミュレーションあるいは、精度の高い冷却条件の決定を行うことができる。
In this example, it replaces with the 2nd map (The map showing the relationship of the change of the heat transfer coefficient with respect to the distance from a water flow center. That is, the relationship prescribed | regulated in FIG. 2) used in Example 1 and Example 2. FIG. 7 and FIG. 8, the second map of this example including curvature correction is used.
Therefore, according to this example, a highly accurate temperature simulation or a highly accurate cooling condition can be determined regardless of the curvature of the outer surface of the forging die.

図7に示すごとく、曲率が無限大である平面(プロット7a(塗りつぶし□印で示す。))と、曲率R=25mmの凸状の曲面(プロット7b(塗りつぶし◇印で示す。))とを比べると、水流中心を中心とした外表面における冷却流体の流量分布が異なっている。すなわち、曲面よりなる鍛造型の場合には、曲率が小さくなることで、水流の大部分が、比較的速く鍛造型の表面から流出してしまうため、水流中心からの距離に対する流量が少なくなっている。
なお、同図では、横軸に、水流中心からの距離をノズル径を用いて除算した無次元数を示し、縦軸には、水流中心の流量を1としたときの各位置における流量割合を示している。
As shown in FIG. 7, a plane having an infinite curvature (plot 7a (shown by filled squares)) and a convex curved surface having a curvature R = 25 mm (plot 7b (shown by filled squares)). In comparison, the flow distribution of the cooling fluid on the outer surface centered on the water flow center is different. In other words, in the case of a forging die made of a curved surface, since the curvature becomes small, most of the water flow flows out of the surface of the forging die relatively quickly, so the flow rate with respect to the distance from the center of the water flow decreases. Yes.
In the figure, the horizontal axis indicates the dimensionless number obtained by dividing the distance from the water flow center by using the nozzle diameter, and the vertical axis indicates the flow rate ratio at each position when the flow rate at the water flow center is 1. Show.

そして、鍛造型の外表面に沿って流れる冷却流体の流量の違いから、図8に示すごとく、曲面(プロット8b(塗りつぶし◇印で示す。))と平面(プロット8a(塗りつぶし□印で示す。))とで熱伝達係数の分布に差異を生じている。すなわち、曲面の場合(プロット8b(塗りつぶし◇印で示す。))では、水流中心からの距離に対して冷却流体の流量が少ないため、熱伝達係数も小さくなっている。   Then, due to the difference in the flow rate of the cooling fluid flowing along the outer surface of the forging die, as shown in FIG. )) And there is a difference in the distribution of heat transfer coefficient. That is, in the case of a curved surface (plot 8b (indicated by solid ◇)), since the flow rate of the cooling fluid is small with respect to the distance from the water flow center, the heat transfer coefficient is also small.

そして、本例では、冷却表面が曲面であるか平面であるかによって熱伝達係数の分布が異なることを考慮し、この違いを補正して温度分布の推定(実施例1)や、熱伝達係数の算出(実施例2)を行っている。
それゆえ、実施例1の温度シミュレーション方法では、その温度推定精度を向上することができる。また、同様に、実施例2の冷却条件の決定方法による冷却条件の決定では、その決定精度を向上することができる。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例1あるいは実施例2と同様である。
In this example, considering that the distribution of the heat transfer coefficient differs depending on whether the cooling surface is a curved surface or a flat surface, the temperature distribution is estimated by correcting this difference (Example 1), or the heat transfer coefficient. (Example 2) is calculated.
Therefore, in the temperature simulation method of the first embodiment, the temperature estimation accuracy can be improved. Similarly, in the determination of the cooling condition by the method for determining the cooling condition of the second embodiment, the determination accuracy can be improved.
Other configurations and operational effects are the same as those in the first or second embodiment.

(実施例4)
本例は、実施例1を基にして、熱間鍛造を繰り返し行う鍛造型の定常温度を推定した例である。この内容について、図9及び図10を用いて説明する。
本例では、1Hz周期で熱間鍛造加工を繰り返し行う鍛造型に対して、ノズルから冷却流体を供給して冷却する。
Example 4
In this example, the steady temperature of a forging die in which hot forging is repeatedly performed is estimated based on Example 1. The contents will be described with reference to FIGS.
In this example, a cooling fluid is supplied from a nozzle and cooled with respect to a forging die that repeatedly performs hot forging at a frequency of 1 Hz.

加工開始後の非定常区間9aにおける鍛造型の温度は、図9に示すごとく、加工熱による温度上昇と、冷却による温度降下とを小刻みに繰り返しながら次第に上昇していく。そしてその後、加工熱の大きさと、冷却熱の大きさとがほぼつり合うと、鍛造型の平均温度が略一定した定常状態(定常区間9b)に遷移する。
なお、同図では、横軸に、時間を規定し、縦軸には、鍛造型の温度を規定してある。
As shown in FIG. 9, the temperature of the forging die in the unsteady section 9 a after the start of processing gradually increases while repeating the temperature increase due to processing heat and the temperature decrease due to cooling. After that, when the magnitude of the processing heat and the magnitude of the cooling heat are substantially balanced, a transition is made to a steady state (steady section 9b) in which the average temperature of the forging die is substantially constant.
In the figure, time is defined on the horizontal axis, and the temperature of the forging die is defined on the vertical axis.

ここで、実施例1の温度シミュレーション方法を用いれば、非定常区間9aから上記定常区間9bの全範囲に渡って鍛造型の平均温度と、変動温度範囲を精度良く推定することができる。
具体的には、まず、図9及び図10に示すごとく、定常区間9bにおける最低温度、すなわち、加工周期における加工直前の温度を変数Tminとする。
次に、エネルギー保存則を利用して、プレス直前の鍛造型の温度がTminである場合に、熱間鍛造時の加工熱が入力された後の到達温度Tmaxを計算する。
Here, if the temperature simulation method of the first embodiment is used, the average temperature of the forging die and the fluctuating temperature range can be accurately estimated over the entire range from the unsteady section 9a to the steady section 9b.
Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, first, the minimum temperature in the steady section 9b, that is, the temperature immediately before machining in the machining cycle is set as a variable Tmin.
Next, using the energy conservation law, when the temperature of the forging die immediately before pressing is Tmin, the ultimate temperature Tmax after the processing heat at the time of hot forging is input is calculated.

その後、温度Tmaxの鍛造型に向けて冷却流体を供給する際の鍛造型の外表面の熱伝達係数を求め、冷却により奪われる冷却熱の大きさを計算する。
そして、変数Tminを変更しながら繰り返し、上記の計算を実施し、加工熱の大きさと冷却熱の大きさとを略一致させる温度Tminと、そのときの鍛造型の到達温度Tmaxを求める。
Thereafter, the heat transfer coefficient of the outer surface of the forging die when supplying the cooling fluid toward the forging die having the temperature Tmax is obtained, and the magnitude of the cooling heat taken away by the cooling is calculated.
Then, the calculation is repeated while changing the variable Tmin, and the temperature Tmin at which the magnitude of the processing heat substantially matches the magnitude of the cooling heat and the ultimate temperature Tmax of the forging die at that time are obtained.

このように、実施例1の温度シミュレーション方法を用いれば、熱間鍛造加工を一定周期で実施する際の、鍛造型の温度変化範囲(Tmin〜Tmax)と、加工繰り返しによる変動を精度良く推定することができる。そして、鍛造型の温度変化を推定できれば、加工に用いる鍛造型の寿命の予測を精度良く行うことができる。   Thus, if the temperature simulation method of Example 1 is used, the temperature change range (Tmin to Tmax) of the forging die and the fluctuation due to the processing repetition when the hot forging process is performed at a constant cycle will be accurately estimated. be able to. And if the temperature change of a forging die can be estimated, the lifetime of the forging die used for a process can be estimated accurately.

また、鍛造型に要求される型寿命から維持するべき温度範囲が事前に定まれば、実施例2の冷却条件の決定方法を用いて上記温度範囲から冷却流体を供給する際の冷却条件を精度良く決定することもできる。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例1或いは実施例2と同様である。
Further, if the temperature range to be maintained from the die life required for the forging die is determined in advance, the cooling conditions for supplying the cooling fluid from the above temperature range using the cooling condition determination method of Example 2 can be accurately set. You can also decide well.
Other configurations and operational effects are the same as those in the first or second embodiment.

(実施例5)
本例は、実施例1及び実施例2について、ノズル20から冷却流体を供給する際の広がり度合いによる補正を追加した例である。この内容について、図11〜図13を用いて説明する。ここで、本例では、冷却流体の広がり度合いは、図11に示すごとく、吹き付け領域の半径Rを、ノズル内径Dにより除した無次元数R/Dを用いて規定した。
(Example 5)
This example is an example in which a correction based on the degree of spread when the cooling fluid is supplied from the nozzle 20 is added to the first and second embodiments. The contents will be described with reference to FIGS. Here, in this example, the degree of spread of the cooling fluid is defined using a dimensionless number R / D obtained by dividing the radius R of the spray region by the nozzle inner diameter D as shown in FIG.

図12に示すごとく、ノズル20から吹き付けた冷却流体の広がり度合いを表すR/Dが大きくなる(吹き付け領域が拡大すると)と、水流中心の熱伝達係数は低下する傾向にある。また、図13に示すごとく、冷却流体の広がり度合いを表すR/Dが大きくなると、水流中心からの距離r/Dに対する熱伝達係数は、大きな領域まで安定するが、被冷却体への吹き付け面から外側では急激に小さくなる傾向にある。   As shown in FIG. 12, when the R / D representing the extent of the cooling fluid sprayed from the nozzle 20 is increased (when the sprayed area is enlarged), the heat transfer coefficient at the center of the water flow tends to decrease. Further, as shown in FIG. 13, when the R / D representing the degree of spread of the cooling fluid is increased, the heat transfer coefficient with respect to the distance r / D from the center of the water flow is stabilized to a large region, but the sprayed surface to the cooled object It tends to decrease rapidly outside.

そこで、本例は、上記R/Dに応じて、上記第1のマップ(レイノルズ数Reと水流中心の熱伝達係数との関係を示すマップ。すなわち、図1に規定される関係。)及び上記第2のマップ(水流中心からの距離に対する熱伝達係数の変化を示すマップ。すなわち、図2に規定される関係。)を補正した。
そのため、本例によれば、ノズル20から供給した冷却流体の広がり度合いによらず、精度の高い温度シミュレーションあるいは、精度の高い冷却条件の決定を行うことができる。
Therefore, in this example, according to the R / D, the first map (the map showing the relationship between the Reynolds number Re and the heat transfer coefficient at the center of the water flow. That is, the relationship defined in FIG. 1) and the above. The second map (a map showing the change of the heat transfer coefficient with respect to the distance from the water flow center, ie, the relationship defined in FIG. 2) was corrected.
Therefore, according to this example, a highly accurate temperature simulation or a highly accurate cooling condition can be determined regardless of the extent of the cooling fluid supplied from the nozzle 20.

なお、冷却流体の広がり度合いをR/Dにより表現する本例に代えて、上記広がり度合いを広がり角度や、噴霧密度(ノズル出口流量を被冷却体表面に吹き付けられる単位面積当たりの到達量としたもの)等の指標を用いて表現することもできる。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例1或いは実施例2と同様である。
In addition, instead of this example expressing the degree of spread of the cooling fluid by R / D, the degree of spread is the spread angle or spray density (the nozzle outlet flow rate is the amount reached per unit area sprayed on the surface of the object to be cooled). It is also possible to express it using an index such as
Other configurations and operational effects are the same as those in the first or second embodiment.

(実施例6)
本例は、実施例1及び実施例2について、鍛造型10の表面に対してノズル方向を傾斜させた例である。この内容について、図14及び図15を用いて説明する。
本例では、図14に示すごとく、鍛造型10の表面の法線方向に対するノズル方向のずれ角(両方向のなす角)をノズル傾斜角θと規定する。そして、図15では、横軸に、水流中心11からの距離r/Dを規定し、縦軸には、熱伝達係数の変化を規定してある。
なお、同図では、水流中心11におけるθ=0度での熱伝達係数と、水流中心11からの距離がr/Dである位置12(図14参照。)の熱伝達係数との比で示してある。
(Example 6)
This example is an example in which the nozzle direction is inclined with respect to the surface of the forging die 10 in Example 1 and Example 2. The contents will be described with reference to FIGS.
In this example, as shown in FIG. 14, the deviation angle (angle formed by both directions) of the nozzle direction with respect to the normal direction of the surface of the forging die 10 is defined as the nozzle inclination angle θ. In FIG. 15, the horizontal axis defines the distance r / D from the water flow center 11, and the vertical axis defines the change in the heat transfer coefficient.
In the figure, the ratio of the heat transfer coefficient at θ = 0 ° in the water flow center 11 and the heat transfer coefficient at the position 12 (see FIG. 14) where the distance from the water flow center 11 is r / D is shown. It is.

図15に示すごとく、上記ノズル傾斜角θがゼロから90度に近づくにつれて熱伝達係数が大きくなり、冷却性能が向上している。これは、冷却流体がその位置へ到達する流量が大きくなるためである。
したがって、上記ノズル傾斜角θに応じた補正を行えば、実施例1の温度シミュレーションあるいは、実施例2の冷却条件の決定精度を向上することができる。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例1と同様である。
As shown in FIG. 15, as the nozzle inclination angle θ approaches 90 degrees from zero, the heat transfer coefficient increases and the cooling performance is improved. This is because the flow rate at which the cooling fluid reaches the position increases.
Therefore, if the correction according to the nozzle inclination angle θ is performed, the temperature simulation of the first embodiment or the accuracy of determining the cooling condition of the second embodiment can be improved.
Other configurations and operational effects are the same as those in the first embodiment.

実施例1その他における、レイノルズ数Reと熱伝達係数との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between Reynolds number Re and a heat transfer coefficient in Example 1 others. 実施例1その他における、水流中心からの距離r/Dに対する熱伝達係数の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the heat transfer coefficient with respect to the distance r / D from the water flow center in Example 1 and others. 実施例1における、冷却開始時の鍛造型の温度を変更して、冷却開始後の鍛造型の温度を推定した結果を示すグラフ。The graph which shows the result of having changed the temperature of the forging die at the time of the cooling start in Example 1, and estimating the temperature of the forging die after the start of cooling. 実施例1における、レイノルズ数Reと熱伝達係数との関係を示すグラフ。3 is a graph showing the relationship between the Reynolds number Re and the heat transfer coefficient in Example 1. 実施例1における、被冷却体を冷却する実証実験を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the verification experiment which cools a to-be-cooled body in Example 1. FIG. 実施例1における、被冷却体を冷却する実証実験での実測値と計算値とを比較するグラフ。The graph which compares the actual measurement value and calculation value in the verification experiment which cools the to-be-cooled body in Example 1. FIG. 実施例3における、水流中心からの距離r/Dに対する到達流量の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the ultimate flow volume with respect to distance r / D from the water flow center in Example 3. FIG. 実施例3における、水流中心からの距離r/Dに対する熱伝達係数の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the heat transfer coefficient with respect to the distance r / D from the water flow center in Example 3. FIG. 実施例4における、熱間鍛造を行う鍛造型の温度変化を示すグラフ。The graph which shows the temperature change of the forging die which performs hot forging in Example 4. FIG. 実施例4における、熱間鍛造を行う鍛造型の1周期中の温度変化を示すグラフ。The graph which shows the temperature change in 1 period of the forging die which performs hot forging in Example 4. FIG. 実施例5における、ノズルから供給する冷却流体の広がり度合いを表すR/Dを説明する説明図。Explanatory drawing explaining R / D showing the breadth of the cooling fluid supplied from a nozzle in Example 5. FIG. 実施例5における、冷却流体の広がり度合いR/Dと、水流中心の熱伝達係数との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the spreading degree R / D of the cooling fluid in Example 5, and the heat transfer coefficient of a water flow center. 実施例5における、水流中心からの距離r/Dに対する熱伝達係数の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the heat transfer coefficient with respect to distance r / D from the water flow center in Example 5. FIG. 実施例6における、ノズル傾斜角θを説明する説明図。Explanatory drawing explaining nozzle inclination angle (theta) in Example 6. FIG. 実施例6における、ノズル傾斜角θが熱伝達係数の変化に及ぼす影響を示すグラフ。The graph which shows the influence which the nozzle inclination angle (theta) in Example 6 has on the change of a heat transfer coefficient.

符号の説明Explanation of symbols

10 被冷却体、鍛造型
101 円形端面
102 軸線
20 ノズル
10 Cooled object, forging die 101 Circular end face 102 Axis 20 Nozzle

Claims (11)

ノズルから供給した冷却流体により被冷却体を冷却する際の温度分布を推定する温度シミュレーション方法において、
上記ノズル内を流動する上記冷却流体のレイノルズ数を算出するレイノルズ数算出工程と、
上記レイノルズ数に基づいて、上記被冷却体の外表面における上記冷却流体との間の熱伝達係数の分布であるhc分布を算出するhc分布算出工程と、
上記hc分布に基づいて、上記被冷却体の内部及び外表面の温度分布を求める温度分布算出工程とを行うことを特徴とする温度シミュレーション方法。
In the temperature simulation method for estimating the temperature distribution when the object to be cooled is cooled by the cooling fluid supplied from the nozzle,
A Reynolds number calculating step of calculating the Reynolds number of the cooling fluid flowing in the nozzle;
An hc distribution calculating step of calculating an hc distribution that is a distribution of a heat transfer coefficient with the cooling fluid on the outer surface of the cooled object, based on the Reynolds number;
And a temperature distribution calculating step of obtaining a temperature distribution of the inside and outside surfaces of the object to be cooled based on the hc distribution.
請求項1において、上記被冷却体は、鍛造プレス成形用の鍛造型であることを特徴とする温度シミュレーション方法。   2. The temperature simulation method according to claim 1, wherein the object to be cooled is a forging die for forging press molding. 請求項1又は2において、上記hc分布算出工程では、上記レイノルズ数と、上記被冷却体の外表面のうちの上記ノズルの水流中心における上記熱伝達係数との関係を表す第1のマップ及び、上記水流中心からの距離と、上記水流中心における上記熱伝達係数に対する割合である熱伝達係数比との関係を表す第2のマップを利用して上記hc分布を求めることを特徴とする温度シミュレーション方法。   In Claim 1 or 2, in the hc distribution calculation step, a first map representing a relationship between the Reynolds number and the heat transfer coefficient at the water flow center of the nozzle on the outer surface of the cooled body; A temperature simulation method for obtaining the hc distribution using a second map representing a relationship between a distance from the water flow center and a heat transfer coefficient ratio that is a ratio of the heat flow coefficient at the water flow center. . 請求項3において、上記第1のマップ及び上記第2のマップは、上記ノズルから供給する上記冷却流体の広がり度合いを表す指標を用いて補正したものであることを特徴とする温度シミュレーション方法。   4. The temperature simulation method according to claim 3, wherein the first map and the second map are corrected using an index representing a degree of spread of the cooling fluid supplied from the nozzle. 請求項3又は4において、上記第2のマップは、上記被冷却体の上記外表面の曲率により補正したものであることを特徴とする温度シミュレーション方法。   5. The temperature simulation method according to claim 3, wherein the second map is corrected by a curvature of the outer surface of the cooled object. ノズルから供給した冷却流体により被冷却体を冷却する際の冷却条件の決定方法において、
上記被冷却体における特定点を設定すると共に、所定時間後における上記特定点の温度である目標到達温度を設定する目標設定工程と、
上記目標到達温度を実現するために必要な上記被冷却体の外表面における上記冷却流体との間の熱伝達係数の分布であるhc分布を決定するhc分布決定工程と、
上記hc分布に基づいて、上記ノズル内を流動する上記冷却流体のレイノルズ数を決定するレイノルズ数決定工程と、
上記レイノルズ数に基づいて、上記ノズルのノズル内径、上記ノズル内の上記冷却流体の流速、流量、温度、動粘性係数及び上記冷却流体の種類により規定される冷却条件のうち、少なくともいずれかを決定して上記冷却条件を決定する仕様決定工程とを行うことを特徴とする冷却条件の決定方法。
In the method for determining the cooling conditions when cooling the object to be cooled by the cooling fluid supplied from the nozzle,
A target setting step for setting a specific point in the body to be cooled and setting a target temperature that is a temperature of the specific point after a predetermined time;
An hc distribution determination step for determining an hc distribution, which is a distribution of a heat transfer coefficient between the cooling fluid and the cooling fluid on the outer surface of the object to be cooled necessary to achieve the target temperature;
A Reynolds number determining step for determining a Reynolds number of the cooling fluid flowing in the nozzle based on the hc distribution;
Based on the Reynolds number, at least one of the nozzle inner diameter, the flow rate of the cooling fluid in the nozzle, the flow rate, the temperature, the kinematic viscosity coefficient, and the cooling condition defined by the type of the cooling fluid is determined. And a specification determining step for determining the cooling condition.
請求項6において、上記被冷却体は、鍛造成形用の鍛造型であることを特徴とする冷却条件の決定方法。   The cooling condition determination method according to claim 6, wherein the object to be cooled is a forging die for forging. 請求項7において、上記レイノルズ数決定工程では、上記レイノルズ数と、上記被冷却体の外表面のうちの上記ノズルの水流中心における上記熱伝達係数との関係を表す第1のマップ及び、上記水流中心からの距離と、上記水流中心における上記熱伝達係数に対する割合である熱伝達係数比との関係を表す第2のマップを利用して上記レイノルズ数を求めることを特徴とする冷却条件の決定方法。   In Claim 7, in the Reynolds number determination step, the first map representing the relationship between the Reynolds number and the heat transfer coefficient at the water flow center of the nozzle on the outer surface of the cooled object, and the water flow A method for determining a cooling condition, wherein the Reynolds number is obtained using a second map representing a relationship between a distance from the center and a heat transfer coefficient ratio that is a ratio to the heat transfer coefficient at the water flow center. . 請求項8において、上記第1のマップ及び上記第2のマップは、上記ノズルから供給する上記冷却流体の広がり度合いを表す指標を用いて補正したものであることを特徴とする冷却条件の決定方法。   9. The cooling condition determination method according to claim 8, wherein the first map and the second map are corrected using an index representing a degree of spread of the cooling fluid supplied from the nozzle. . 請求項8又は9において、上記第2のマップは、上記被冷却体の外表面の曲率により補正したものであることを特徴とする冷却条件の決定方法。   10. The cooling condition determination method according to claim 8, wherein the second map is corrected by the curvature of the outer surface of the object to be cooled. 請求項8〜10のいずれか1項において、上記第2のマップは、上記被冷却体の外表面の法線方向と、上記ノズルが上記冷却流体を吹き付ける方向であるノズル方向とのなす角であるノズル傾斜角により補正したものであることを特徴とする冷却条件の決定方法。   The second map according to any one of claims 8 to 10, wherein the second map is an angle formed by a normal direction of an outer surface of the body to be cooled and a nozzle direction in which the nozzle blows the cooling fluid. A method for determining a cooling condition, which is corrected by a certain nozzle inclination angle.
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