本文關(guān)鍵詞：銅管井式退火爐流場和溫度場的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： TP2銅管 成品退火 流場分布 溫度分布 數(shù)值模擬 FLUENT

【摘要】：現(xiàn)如今我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,推動了全國各行業(yè)的快速發(fā)展,空調(diào)市場作為其中一部分也發(fā)展空前,然而最新出現(xiàn)的制冷媒介的使用對空調(diào)的質(zhì)量的要求也越來越高,同時(shí)對作為換熱器首選高效傳熱管的TP2銅管也提出了更高的要求。因此,在滿足銅管產(chǎn)量的同時(shí),必須不斷提高銅管產(chǎn)品的質(zhì)量,生產(chǎn)出高清潔、高性能、高精度和高附加值的產(chǎn)品。由于TP2銅盤管在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生比較明顯的加工硬化現(xiàn)象,因此需要進(jìn)行成品退火處理以達(dá)到銅管的性能要求。TP2銅盤管的力學(xué)性能受到成品退火溫度高低的直接影響,成品退火溫度過高比較容易引起銅盤管局部產(chǎn)生溫度過熱的現(xiàn)象,從而在達(dá)到再結(jié)晶溫度時(shí)導(dǎo)致銅盤管內(nèi)部晶粒迅速長大,降低了成品銅盤管的延伸率。如果成品銅盤管退火溫度過低,則會使得內(nèi)部的銅盤管因?yàn)橥嘶疬^程中加熱階段或者保溫階段時(shí)間不足,導(dǎo)致銅盤管殘余應(yīng)力無法全部消除,銅盤管的硬度值偏高,不利于后續(xù)的冷加工過程。因此,有必要對銅管的成品退火過程中井式退火爐內(nèi)的氣體流動情況和氣體以及銅盤管的溫度分布情況加以分析,為改進(jìn)退火工藝和井式退火爐結(jié)構(gòu)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文的主要內(nèi)容如下:⑴根據(jù)銅管井式退火爐的退火特點(diǎn),利用流體動力學(xué)軟件FLUENT建立了銅管井式退火爐的實(shí)體模型,采用六面體網(wǎng)格、結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格劃分了網(wǎng)格,并采用了標(biāo)準(zhǔn)的ek-湍流模型和P-1的輻射模型,最終建立了一個(gè)多參考系三維湍流流固耦合傳熱模型,并利用該模型對銅管井式退火爐內(nèi)流場和流固耦合溫度場進(jìn)行了模擬。⑵在現(xiàn)場實(shí)際測量了在退火過程中銅管井式退火內(nèi)的所關(guān)注點(diǎn)的溫度變化曲線,并與模擬值進(jìn)行比對,驗(yàn)證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。⑶按數(shù)值模擬得到的熱循環(huán)曲線對硬態(tài)銅管做Gleeble熱模擬實(shí)驗(yàn),對從現(xiàn)場取得的退火后成品管和Gleeble熱模擬實(shí)驗(yàn)試件進(jìn)行力學(xué)性能拉伸試驗(yàn)和金相實(shí)驗(yàn),并對結(jié)果進(jìn)行比對分析,以再次驗(yàn)證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。⑷對現(xiàn)有井式退火爐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造,通過軟件FLUENT對改造后的退火爐進(jìn)行數(shù)值模擬,以溫度均勻性作為標(biāo)準(zhǔn),得到井式退火爐較優(yōu)的結(jié)構(gòu)。
【關(guān)鍵詞】：TP2銅管 成品退火 流場分布 溫度分布 數(shù)值模擬 FLUENT
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG155
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 銅管生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 鑄軋法12-13
• 1.2.2 擠壓法13
• 1.2.3 上引法13
• 1.2.4 焊接法13-14
• 1.3 國內(nèi)外銅管發(fā)展研究現(xiàn)狀14
• 1.4 銅管熱處理技術(shù)現(xiàn)狀14-15
• 1.5 退火爐溫度場和流場模擬的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.6 課題研究的主要內(nèi)容及意義16-18
• 第2章 井式爐內(nèi)流場和耦合傳熱計(jì)算模型18-27
• 2.1 流體動力學(xué)基本控制方程18-20
• 2.1.1 質(zhì)量守恒方程18-19
• 2.1.2 動量守恒方程19
• 2.1.3 能量守恒方程19-20
• 2.2 三維湍流模型20-23
• 2.2.1 湍流流動的特征20-21
• 2.2.2 湍流的基本方程21-22
• 2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)k-e 模型22-23
• 2.2.4 壁面函數(shù)法23
• 2.3 耦合傳熱模型23-25
• 2.3.1 流固溫度場計(jì)算模型23-24
• 2.3.2 界面?zhèn)鳠嵊?jì)算24-25
• 2.4 多參考坐標(biāo)系模型（MRF模型）25
• 2.5 本章小結(jié)25-27
• 第3章 流場數(shù)值模擬和流固耦合傳熱的數(shù)值模擬27-54
• 3.1 引言27
• 3.2 幾何模型的建立27-29
• 3.3 網(wǎng)格劃分29-31
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格29
• 3.3.2 網(wǎng)格的劃分29-31
• 3.4 邊界條件的設(shè)置31-33
• 3.4.1 井式退火爐熱邊界條件31-32
• 3.4.2 風(fēng)機(jī)條件32
• 3.4.3 固體區(qū)域物性參數(shù)設(shè)置32
• 3.4.4 流體區(qū)域物性參數(shù)設(shè)置32-33
• 3.5 壓力場、流場和溫度場模擬結(jié)果與分析33-48
• 3.5.1 壓力場、流場和溫度場總體分析33-36
• 3.5.2 不同時(shí)刻流體溫度場模擬結(jié)果及分析36-40
• 3.5.3 不同時(shí)刻銅盤管溫度場模擬結(jié)果及分析40-43
• 3.5.4 銅盤管沿徑向各點(diǎn)數(shù)據(jù)分析43-46
• 3.5.5 銅盤管沿井深方向各點(diǎn)數(shù)據(jù)分析46-48
• 3.6 模擬可靠性的測溫實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證48-52
• 3.6.1 測溫實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹49
• 3.6.2 測溫實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果49-52
• 3.7 本章小結(jié)52-54
• 第4章 實(shí)驗(yàn)研究54-63
• 4.1 銅管井式退火爐取樣位置介紹54-55
• 4.2 Gleeble熱模擬實(shí)驗(yàn)55-56
• 4.3 井式爐退火后成品銅光管實(shí)驗(yàn)及質(zhì)量不均勻性分析56-62
• 4.3.1 力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)56-60
• 4.3.2 觀察晶粒度實(shí)驗(yàn)60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第5章 井式退火爐的結(jié)構(gòu)改造與數(shù)值模擬63-70
• 5.1 前言63
• 5.2 方案一的數(shù)值模擬研究63-64
• 5.3 方案二的數(shù)值模擬研究64-66
• 5.4 方案三的數(shù)值模擬研究66-67
• 5.5 方案四的數(shù)值模擬研究67-68
• 5.6 方案一、方案二和方案三的比較68-69
• 5.7 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果75-76
• 致謝76-77
• 作者簡介77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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3 陳永輝;王強(qiáng);樸明波;;湍流模型的發(fā)展及其研究現(xiàn)狀[J];能源與環(huán)境;2009年02期

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本文編號：961666