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Determination of the interfacial heat transfer coefficient in a metal-metal system solving the inverse heat conduction problem

机译：确定金属-金属系统中的界面传热系数，以解决反导热问题

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Simulation of several industrial processes involving solidification of metals requires characterization of heat transfer coefficient at the solidifying metal/metal-substrate interface. In the present investigation an attempt has been made to estimate this heat transfer coefficient, h_c, using simulated experiments in which the heat transfer from a heated stainless steel block (simulating solidifying metal) to a water cooled copper block (simulating metal-substrate) is monitored by continuously recording temperatures at a few internal locations both within the metal block and the substrate block. The problem of determining the interfacial heat transfer coefficient is recognized to be an inverse heat conduction problem (IHCP). A numerical method is employed to solve IHCP and to determine the h_c from the transient history of temperatures at a few locations. The effect of the physical nature of the interface, as well as the cooling conditions prevailing at the outer surface of the substrate on h_c is examined and discussed. While the physical nature of the interface, i.e. roughness on the metal as well as the substrate surfaces, has a significant effect on h_c, the cooling conditions have only a marginal effect. The h_c in the present investigation remains more or less time invariant.%Zur Simulation verschiedener industrieller Prozesse, die die Erstarrung von Metallen einschließen, ist eine Beschreibung des Wärmeübergangskoeffizienten an der Grenzfläche zwischen erstarrendem Metall und Metall-Substrat erforderlich. Daher wird ein Versuch unternommen, diesen Wärmeübergangskoeffizienten h_c abzuschätzen. Dies geschieht mit Hilfe von simulierten Versuchen, in denen der Wärmeübergang von einem erwärmten Block aus nichtrostendem Stahl (als erstarrendes Metall) zu einem wassergekühlten Kupferblock (Metall-Substrat) ermittelt wird, indem die Temperatur an einigen inneren Stellen sowohl im Metallblock als auch im Substrat kontinuierlich aufgezeichnet wird. Die inverse Wärmeleitung (IHCP) stellt das Problem bei der Bestimmung des Wärmeüberganges an der Grenzfläche dar. Zu deren Lösung und zur Bestimmung von h_c aus der aufgezeichneten Temperaturkurve wird ein numerisches Verfahren herangezogen. Die Auswirkung der physikalischen Eigenschaften an der Grenzfläche als auch der Abkühlbedingungen, die an der äußeren Oberfläche des Substrates vorherrschen, auf h_c werden untersucht. Während die physikalischen Gegebenheiten an der Grenzfläche -etwa Rauhigkeit der Oberflächen- h_c beträchtlich beeinflussen, haben die Abkühlbedingungen nur untergeordnete Bedeutung. In dieser Untersuchung erwies sich h_c als mehr oder weniger unbeeinflußt von der Zeit.
机译：对涉及金属固化的几种工业过程的模拟需要在固化金属/金属-基底界面处表征传热系数。在本研究中，已尝试使用模拟实验来估算此传热系数h_c，其中从加热的不锈钢块（模拟凝固金属）到水冷铜块（模拟金属-基底）的热传递是通过连续记录金属块和衬底块内几个内部位置的温度进行监控。确定界面传热系数的问题被认为是逆导热问题（IHCP）。采用数值方法求解IHCP并从几个位置的温度瞬变历史确定h_c。研究并讨论了界面物理性质的影响以及h_c上基板外表面普遍存在的冷却条件。虽然界面的物理性质，即金属以及基底表面上的粗糙度对h_c具有显着影响，但是冷却条件仅具有很小的影响。在本次调查中，h_c或多或少保持不变。％Zur Simulation工业工程师Prozesse，Erstarrung von Metalleneinschließen，Eine Beschreibung desWärmeübergangskoeffizienten和derGrenzflächezwischen erstarrendem Metall und。 Daher wird ein Versuch unternommen，死神Wärmeübergangskoeffizientenh_cabzuschätzen。 Dies geschieht mit Hilfe von simulierten Versuchen，in den derWärmeübergangvon einemerwärmtenBlock aus nichtrostendem Stahl（als erstarrendes Metall）zu einemwassergekühltenKupferelsini Intemport Instantt und Int und Instantterm Int und Instantt und Instant Int und Int kontinuierlich aufgezeichnet wird。柏林最佳免疫机构（IHCP）在最佳免疫力考试中遇到问题。祖父与祖先的免疫力与生灵的共生能力。物理物理学的常任理事国和社会主义的常任理事国，都在基辅的基础上发展起来了。格伦本斯海德的物理物理学和奥伯尔弗拉琴的物理化学，哈勃·阿卜杜勒·贝丁格恩格·恩贝格·安德鲁·德·贝登格。在二世末世中，德国人维希格·冯·德·泽特

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