連鑄是目前鋼鐵生產(chǎn)中廣泛采用的生產(chǎn)方式,而薄板坯連鑄拉速高、熱流大和鑄坯斷面寬厚比大等特點(diǎn),使得其在連鑄過程中容易出現(xiàn)鑄坯表面縱裂、結(jié)晶器銅板裂紋等問題。相關(guān)研究表明,鑄坯表面質(zhì)量以及結(jié)晶器壽命與結(jié)晶器內(nèi)熱流密度密切相關(guān),其中影響結(jié)晶器銅板裂紋的重要原因就是結(jié)晶器銅板受熱不均產(chǎn)生熱應(yīng)力所造成的。所以,研究結(jié)晶器內(nèi)熱流密度分布以及溫度場(chǎng)的分布對(duì)提高鑄坯質(zhì)量和延長(zhǎng)結(jié)晶器使用壽命具有重要意義。由于連鑄生產(chǎn)的特殊性,想通過直接測(cè)量準(zhǔn)確得到結(jié)晶器內(nèi)熱流密度分布受到現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)的限制。因此,通過結(jié)晶器內(nèi)熱電偶的檢測(cè)溫度數(shù)據(jù),利用傳熱反問題的方法計(jì)算結(jié)晶器與鑄坯之間的熱流密度具有重要的實(shí)際意義。首先,針對(duì)ASP薄板坯連鑄結(jié)晶器,建立了結(jié)晶器二維傳熱正問題模型,采用有限體積法對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行離散,使用MATLAB對(duì)離散方程編程計(jì)算,并驗(yàn)證了正問題模型的正確性。其次,采用L-M法建立了傳熱反問題模型,利用小波分析對(duì)ASP薄板坯連鑄結(jié)晶器上安裝的熱電偶所測(cè)溫度進(jìn)行降噪處理,基于降噪處理之后的數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)晶器內(nèi)熱流密度分布進(jìn)行反演。將計(jì)算結(jié)果與熱流密度經(jīng)驗(yàn)公式相結(jié)合,給出了結(jié)晶器與鑄坯之間整體熱流密度分布。改進(jìn)后的...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 ASP連鑄簡(jiǎn)介
    1.3 結(jié)晶器傳熱簡(jiǎn)述
        1.3.1 結(jié)晶器結(jié)構(gòu)
        1.3.2 結(jié)晶器傳熱分析
    1.4 傳熱反問題
        1.4.1 傳熱反問題國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.4.2 傳熱反問題國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究?jī)?nèi)容與意義
第2章 傳熱正問題數(shù)學(xué)模型
    2.1 傳熱正問題的數(shù)值解法簡(jiǎn)介
    2.2 ASP薄板坯連鑄結(jié)晶器傳熱正問題數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 幾何模型描述
        2.2.2 結(jié)晶器傳熱數(shù)學(xué)模型
    2.3 結(jié)晶器傳熱正問題數(shù)學(xué)模型的求解
        2.3.1 計(jì)算區(qū)域離散及節(jié)點(diǎn)劃分
        2.3.2 導(dǎo)熱微分方程的離散
        2.3.3 邊界條件的處理
        2.3.4 代數(shù)方程的求解
    2.4 正問題方法驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
第3章 ASP薄板坯結(jié)晶器傳熱反問題數(shù)學(xué)模型
    3.1 反問題模型簡(jiǎn)介
    3.2 基于L-M算法的反問題數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 Levenberg-Marquardt算法
        3.2.2 L-M算法增量參數(shù)計(jì)算
        3.2.3 反演參數(shù)
    3.3 計(jì)算結(jié)果評(píng)價(jià)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 ASP薄板坯連鑄結(jié)晶器傳熱反問題計(jì)算
    4.1 數(shù)據(jù)采集及處理
        4.1.1 溫度數(shù)據(jù)采集
        4.1.2 溫度數(shù)據(jù)處理方法
        4.1.3 溫度數(shù)據(jù)處理過程及結(jié)果
    4.2 反問題計(jì)算
        4.2.1 熱物性參數(shù)
        4.2.2 反問題計(jì)算結(jié)果
        4.2.3 結(jié)晶器銅板熱電偶截面溫度分布
        4.2.4 熱流密度縱向擬合
    4.3 計(jì)算結(jié)果影響分析
        4.3.1 反問題數(shù)學(xué)模型影響分析
        4.3.2 工藝參數(shù)對(duì)熱流密度的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 基于反問題結(jié)果的鑄坯凝固傳熱計(jì)算
    5.1 鑄坯凝固傳熱數(shù)學(xué)模型
        5.1.1 基本假設(shè)
        5.1.2 凝固傳熱控制微分方程
        5.1.3 初始條件及邊界條件
        5.1.4 鋼液的凝固潛熱處理
        5.1.5 鋼液的導(dǎo)熱系數(shù)
        5.1.6 鋼液的其它熱物性參數(shù)
    5.2 鑄坯凝固傳熱控制方程的求解
        5.2.1 有限體積法對(duì)鑄坯凝固傳熱控制方程的離散
        5.2.2 鑄坯凝固傳熱邊界條件的處理
        5.2.3 鑄坯界面當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的處理
    5.3 計(jì)算結(jié)果分析
        5.3.1 鑄坯坯殼溫度分布
        5.3.2 鑄坯坯殼厚度分布
    5.4 坯殼與結(jié)晶器之間的熱阻計(jì)算
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號(hào)：4035591