傳統(tǒng)的橡膠硫化方式蒸汽導(dǎo)熱和熱油傳熱為主要熱源,其在硫化過程中能源的浪費(fèi)和對環(huán)境造成的污染是無法避免,此外在硫化裝置以外還要配以熱源傳送裝置并進(jìn)行定期的維護(hù),在另一方面極大地增加了前期的投入成本。隨著時(shí)代的進(jìn)步,科學(xué)技術(shù)不斷推陳出新,傳統(tǒng)的加熱方式已經(jīng)不能滿足工業(yè)化設(shè)備的需求,高效,節(jié)能,環(huán)保,智能的加工制造理念成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的主流。為迎合時(shí)代的需求,本文以平板硫化機(jī)為基礎(chǔ),采用電磁加熱裝置為熱源,對在感應(yīng)加熱過程中產(chǎn)生的電磁場,渦流場和溫度場進(jìn)行研究,為在熱板上得到穩(wěn)定均勻的溫度分布,并通過系統(tǒng)的理論推導(dǎo)和計(jì)算機(jī)仿真分析進(jìn)行驗(yàn)證,希望可以對電磁加熱技術(shù)在橡膠硫化領(lǐng)域的廣泛使用提供一點(diǎn)小小的參考價(jià)值。研究感應(yīng)加熱過程中電磁場的分布,電磁場是整個(gè)過程中的能量場,其在整個(gè)系統(tǒng)中的分布情況確定著整個(gè)加熱系統(tǒng)的工作效率。通過理論推導(dǎo)和計(jì)算機(jī)軟件建模分析,研究磁場在線圈平面和整個(gè)空間內(nèi)的分布規(guī)律和影響其分布的各種因素,指出線圈的結(jié)構(gòu),熱板的物理性能參數(shù)和施加的載荷為主要的影響因素,并且得出在線圈平面中心處存在“死區(qū)”。研究平板上渦流場的分布情況,渦流場是加熱過程中的熱量場,其分布決定著整個(gè)系統(tǒng)... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Ｕ縱向磁通感應(yīng)加熱示意圖

基于電磁硫化裝置溫度場均勻性的研究4圖1-2橫向磁通加熱示意圖Fig.1-2schematicdiagramoftransversefluxheating杭國平[9]等通過對感應(yīng)加熱過程的有限元分析計(jì)算，計(jì)算出了感應(yīng)加熱過程中圓柱形工件中的渦流場和溫度場，由于整體模型的對稱關(guān)系，建立1/4截面模型。通過計(jì)算機(jī)模擬分析軟件進(jìn)行建立模型，確定邊界條件，施加載荷，得到圓柱內(nèi)渦流的分布情況，把得到的結(jié)論與理論公式所以導(dǎo)出的結(jié)論相比較分析，發(fā)現(xiàn)兩者在分析計(jì)算的渦流深度層相差不大，為具體的實(shí)驗(yàn)分析提供理論依據(jù)。Chang-DooJang等[10]人通過三維瞬態(tài)耦合分析研究了用高頻感應(yīng)加熱對鋼板進(jìn)行成形的過程，提出一種分析集成的計(jì)算理論，通過所建立的模擬得到相應(yīng)的結(jié)果并與通過實(shí)驗(yàn)計(jì)算所得到的結(jié)果相比較，分別得到板厚，電流輸入功率，熱板加熱速率等對整個(gè)實(shí)驗(yàn)的影響。儲樂平[11]等人分析了電磁感應(yīng)加熱在水火彎板成形工藝中的應(yīng)用，通過理論，模擬與實(shí)驗(yàn)測量相結(jié)合的方法，分析了在整個(gè)加熱過程中彎板上的電磁場的溫度場分布情況。并通過變量法則逐個(gè)分析電流密度，電流頻率等參數(shù)對鋼板最終溫度分布的影響關(guān)系；并歸納整理，建立數(shù)學(xué)回歸模型，將各參數(shù)的變化與最終熱板的溫度實(shí)現(xiàn)量化的分析，為實(shí)際的成產(chǎn)加工提供理論依據(jù)。孫青海[12]等人分析了在運(yùn)用電磁感應(yīng)加熱過程中，除了在工件上渦流所產(chǎn)生的熱量，系統(tǒng)中往往還伴隨著其他形式的能量損失。如磁滯效應(yīng)產(chǎn)生的熱量。其產(chǎn)生原因是在交變的磁場中，在加熱件中渦流也會產(chǎn)生磁場，且方向與原磁場方向相逆。在原磁場變化的瞬間，工件內(nèi)的磁性分子的方向極速改變，就會在工件內(nèi)部產(chǎn)生劇烈摩擦，形成熱量。這種由于磁滯效應(yīng)而產(chǎn)生的熱量，通常不能立即釋放出來，因此要減少磁滯效應(yīng)的影響。劉志強(qiáng)[

于熱對流和熱輻射所占的比例極小，在后面的分析中予以省略。 2.4.2 工件中感應(yīng)加熱的溫度場分析 通過上面的分析我們知道，在感應(yīng)加熱過程達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，能量在熱板內(nèi)部的傳熱方式為熱傳導(dǎo)，整個(gè)系統(tǒng)的熱源是感應(yīng)渦流的熱效應(yīng)提供的。在分析熱板內(nèi)部熱量傳遞的方式，只著重分析熱傳導(dǎo)，但在對熱板進(jìn)行溫度場的計(jì)算時(shí)，要分析考慮好熱板所處的環(huán)境，設(shè)定合適的邊界條件，也對具體的計(jì)算提出了新的要求。 在熱板上建立一個(gè)微觀的熱分析控制單元，單元為平行的六面體，在熱傳導(dǎo)的過程中，能量就會通過這個(gè)單元，在這個(gè)單元的三個(gè)維度中都會發(fā)生能量的變化，通過熱力學(xué)第一定律分析，在三維空間中建立熱平衡方程，我們可以得到單元上溫度和時(shí)間的關(guān)系。

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本文編號：3589041