真空炉温度场测试系统研究与开发

发布时间：2019-10-25 15:22

【摘要】：真空加热炉是真空热处理技术中最重要的组成部分,所以对真空加热炉的结构设计和优化,参数和性能分析,温度场的研究都是非常重要的。如果可以掌握真空加热炉温度场的分布情况,那么将对金属材料的反应机理和制造工艺的进步有着至关重要的影响。本论文以内热式多级连续真空炉为研究对象,利用有限元思想对真空炉温度场进行分析,利用ANSYS软件对真空炉温度场进行建模仿真。通过对之前仿真建模过程进行分析发现蒸发盘对真空炉温度场均匀性有很大影响,将真空炉模型分为蒸发区域和冷却区域并对进行模拟仿真得出温度场模型。为了验证温度场模型的准确性设计了真空炉温度场测试系统,设计了新型的真空炉炉体结构,通过K型热电偶对炉内温度进行实时采集,利用西门子PLC-300的模拟量输入输出模块对真空炉炉内温度进行采集和控制,最后将PLC-300中的数据利用组态王软件对实验数据进行显示和记录,并根据温度场测试系统搭建实验平台。为了确保测试数据的有效性和准确性,根据GB/T9452—2012《热处理炉有效加热区测定方法》规定和真空炉温度场分布规律进行热电偶测试点位置优化。优化后的测试点能准确的反应温度场的变化情况,保证了测试数据的有效性。对可能造成测量数据误差进行相关处理,保证了数据的准确性。通过实测数据和仿真数据的对比得出真空炉温度场仿真模型和真空炉炉内温度场实际情况大致相同,验证了模型的准确性,同时也反应出整个真空炉温度场测试系统的可行性。通过此次研究,对建立完善的真空炉温度场模型和温度场测量系统有着重大意义。为以后探究真空炉温度场均匀性的影响因素和优化设计真空炉结构奠定了基础。
【图文】：

模块结构图,模块化结构,模块结构,优化设计

zu}sxs模块结构图

温度场分布,温度场模拟,真空炉,仿真图

间的区域几乎近似于真空。所以蒸发盘对炉内温度场有很强的隔离作用，所以通逡逑过对之间温度场仿真模型进行分析总结后，，将真空炉简化模型划分为蒸发区域和逡逑冷却区域两个部分如图２－３所示。逡逑最后，根据之前的ＡＮＳＹＳ软件模拟仿真过程对改进后的真空炉温度场模型逡逑进行仿真，通过构建改进后几何模型、设置相关参数、划分网格、施加边界条件逡逑求解等等，得出改进后的真空炉温度场模拟仿真图如图３－５所示：逡逑「渮一逦丨——＇，丽逡逑１逡逑－■ＳｓＯＯＭｉｌｔ逡逑Ｉ逦ｒ邋Ｉ逡逑Ｌ‘．逦ＭＭＩ逡逑图２－５温度场模拟仿真图逡逑从真空炉温度场模拟仿真图可以看出蒸发区域内具有较好的均匀性，基本可逡逑以保持上下温度一致性。但是冷却区域内温度均匀性较差，从蒸发盘到炉壁呈降逡逑低趋势，从上到下温度递减。综上所述，改进前后真空炉温度场分布图在蒸发区逡逑域内温度均匀性差别很大
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG155.16

【参考文献】