본 연구는 재료 제조 공정에서 널리 사용되는 강제 침지 담금(quenching)의 특성을 수치적으로 조사한다. 수치 시뮬레이션은 담금 과정에서 870 °C로 가열된 열원통형 시편의 표면에서 발생하는 비등 열전달을 20 °C 수분사 제트(water jet)로 가열할 때 고려한다. 또한 수분사 제트 속도가 강제 침지 담금 과정에 미치는 영향을 검토한다. 수분이 흐름이 초기에는 뜨거운 강 시편의 상부 측면에 충돌한 후, 다량의 증기가 생성되지만 수 초 내에 모든 면에서 사라진다. 수분사 제트 속도가 증가할수록 대류 열전달이 크게 일어나 증기 응축이 유도되므로 증기량은 감소한다. 더불어 수분 유량 속도가 높은 경우, 벽면 인근에서 형성된 수증기가 빠져나가므로 측벽에서 더 큰 재순환 영역이 나타난다. 따라서 시편의 냉각 성능은 주로 수 초 이내에 발생하는 비등 및 대류 열전달에 기인할 수 있다. 열유속과 열전달 계수는 입구 속도와 함께 증가한다. 또한 비등 및 대류 열전달이 증가함에 따라 냉각 속도와 균일성이 향상된다.

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