發(fā)布時間：2020-06-26 10:23

【摘要】：內(nèi)熱式真空爐采用了先進(jìn)的工藝技術(shù),具有流程短、能耗低、污染少、設(shè)備相對簡單、金屬回收率高等優(yōu)點(diǎn),適用于多種二元合金的分離,是研制新材料和有色金屬冶煉的重要設(shè)備。但由于真空爐內(nèi)的溫度難以準(zhǔn)確測量,爐內(nèi)溫度場分布不明確,缺乏對真空爐溫度場的數(shù)學(xué)建模研究等因素的影響,一直制約著真空冶金爐的快速發(fā)展。針對內(nèi)熱式真空爐,需要研究如何實(shí)時掌握爐內(nèi)溫度場的分布情況、如何提高溫度控制的準(zhǔn)確性及溫度隨反應(yīng)如何變化等問題,因此對真空爐進(jìn)行溫度場的機(jī)理研究非常重要。金屬在達(dá)到某一溫度產(chǎn)生相變是二元合金分離的原理,為了探索利用內(nèi)熱式真空爐分離不同合金時爐內(nèi)溫度場的分布及變化情況,有必要研究在空負(fù)載情況下爐內(nèi)溫度場的分布情況。以小型內(nèi)熱式真空爐為研究對象,利用有限元法等數(shù)學(xué)方法建立真空爐溫度場分布的模型,并通過ANSYS軟件對模型進(jìn)行仿真,計算出真空爐進(jìn)入保溫階段時,爐內(nèi)溫度分布云圖和相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的溫度值。同時對其進(jìn)行實(shí)驗驗證,實(shí)驗數(shù)據(jù)經(jīng)處理后,與對應(yīng)的仿真節(jié)點(diǎn)計算值對比分析,結(jié)果表明：三個節(jié)點(diǎn)所在的等溫面仿真計算溫度值與實(shí)驗測量值最大相對誤差為3.696%；最小相對誤差為0.506%；平均相對誤差為1.909%。通過試驗對比,驗證了真空爐模型仿真方法的正確性,可為加入不同反應(yīng)料的真空爐溫度場分析提供方法,亦可推廣到大型真空冶煉爐溫度場研究中。另外,根據(jù)真空冶金的工藝要求對爐內(nèi)溫度場進(jìn)行均勻性測定,實(shí)驗數(shù)據(jù)顯示：T1等溫面上4個測量點(diǎn)處溫度均勻性最好；T2等溫面上4個測量點(diǎn)處溫度均勻性最差。分析得出溫度控制品質(zhì)差是造成溫度場均勻性差的主要因素之一,通過實(shí)驗法建模求出傳遞函數(shù),并提出真空爐多點(diǎn)平均溫度反饋控制系統(tǒng),采用Smith預(yù)估補(bǔ)償控制器以提高系統(tǒng)動態(tài)控制效果,從而改善溫度場均勻性。在了解了空負(fù)載下內(nèi)熱式真空爐溫度場的分布情況后,可以進(jìn)一步完善現(xiàn)有的溫度檢測與監(jiān)控系統(tǒng),獲得更全面有效的數(shù)據(jù),對不同金屬的真空冶煉反應(yīng)機(jī)理研究和真空爐工藝參數(shù)的優(yōu)化研究具有一定的意義。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF131
【圖文】：

邐（出部分測試節(jié)點(diǎn)溫度計算結(jié)果逡逑圖３．５真空爐模型熱福射仿真圖（右半主視圖°Ｃ）逡逑圖３．５（ｂ）所示的熱福射溫度場分布云圖結(jié)果表明：爐膛內(nèi)溫度場分布近似由逡逑加熱體到爐壁徑向降低，從上至下溫度呈降低趨勢。由圖３．５（巧知，節(jié)點(diǎn)Ｔ１，逡逑Ｔ２，邋Ｔ３在保溫階段的仿真計算結(jié)果分別為８７３．２３４ｒ，邋８２６．４７７ｒ，７９２．３０６°Ｃ。逡逑３．３本章小結(jié)逡逑根據(jù)ＨＢ５４２５－８９對溫度場測試方法，對測試點(diǎn)進(jìn)行合理布置，并通過增加６逡逑個測試點(diǎn)來提高測量精度。利用ＡＮＳＹＳ１４．０對真空爐進(jìn)行熱力學(xué)分析，建立物逡逑理仿真模型并將冷凝罩內(nèi)進(jìn)行簡化，同時對模型做了暇設(shè)約定。簡化模型后對逡逑真空爐進(jìn)行仿真，得到的熱福射溫度場分布云圖，結(jié)果表明：爐膛內(nèi)溫度場分布逡逑近似由加熱體到爐壁徑向降低，從上至下溫度呈降低趨勢。并得知等溫面Ｔ１、逡逑Ｔ２、Ｔ３邋的仿真計算結(jié)果分別為邋８７３．４３’Ｃ

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【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

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本文編號：2730182