基于电磁硫化装置温度场均匀性的研究
发布时间：2022-01-14 19:05
传统的橡胶硫化方式蒸汽导热和热油传热为主要热源,其在硫化过程中能源的浪费和对环境造成的污染是无法避免,此外在硫化装置以外还要配以热源传送装置并进行定期的维护,在另一方面极大地增加了前期的投入成本。随着时代的进步,科学技术不断推陈出新,传统的加热方式已经不能满足工业化设备的需求,高效,节能,环保,智能的加工制造理念成为现代工业发展的主流。为迎合时代的需求,本文以平板硫化机为基础,采用电磁加热装置为热源,对在感应加热过程中产生的电磁场,涡流场和温度场进行研究,为在热板上得到稳定均匀的温度分布,并通过系统的理论推导和计算机仿真分析进行验证,希望可以对电磁加热技术在橡胶硫化领域的广泛使用提供一点小小的参考价值。研究感应加热过程中电磁场的分布,电磁场是整个过程中的能量场,其在整个系统中的分布情况确定着整个加热系统的工作效率。通过理论推导和计算机软件建模分析,研究磁场在线圈平面和整个空间内的分布规律和影响其分布的各种因素,指出线圈的结构,热板的物理性能参数和施加的载荷为主要的影响因素,并且得出在线圈平面中心处存在“死区”。研究平板上涡流场的分布情况,涡流场是加热过程中的热量场,其分布决定着整个系统...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ｕ纵向磁通感应加热示意图
基于电磁硫化装置温度场均匀性的研究4图1-2横向磁通加热示意图Fig.1-2schematicdiagramoftransversefluxheating杭国平[9]等通过对感应加热过程的有限元分析计算，计算出了感应加热过程中圆柱形工件中的涡流场和温度场，由于整体模型的对称关系，建立1/4截面模型。通过计算机模拟分析软件进行建立模型，确定边界条件，施加载荷，得到圆柱内涡流的分布情况，把得到的结论与理论公式所以导出的结论相比较分析，发现两者在分析计算的涡流深度层相差不大，为具体的实验分析提供理论依据。Chang-DooJang等[10]人通过三维瞬态耦合分析研究了用高频感应加热对钢板进行成形的过程，提出一种分析集成的计算理论，通过所建立的模拟得到相应的结果并与通过实验计算所得到的结果相比较，分别得到板厚，电流输入功率，热板加热速率等对整个实验的影响。储乐平[11]等人分析了电磁感应加热在水火弯板成形工艺中的应用，通过理论，模拟与实验测量相结合的方法，分析了在整个加热过程中弯板上的电磁场的温度场分布情况。并通过变量法则逐个分析电流密度，电流频率等参数对钢板最终温度分布的影响关系；并归纳整理，建立数学回归模型，将各参数的变化与最终热板的温度实现量化的分析，为实际的成产加工提供理论依据。孙青海[12]等人分析了在运用电磁感应加热过程中，除了在工件上涡流所产生的热量，系统中往往还伴随着其他形式的能量损失。如磁滞效应产生的热量。其产生原因是在交变的磁场中，在加热件中涡流也会产生磁场，且方向与原磁场方向相逆。在原磁场变化的瞬间，工件内的磁性分子的方向极速改变，就会在工件内部产生剧烈摩擦，形成热量。这种由于磁滞效应而产生的热量，通常不能立即释放出来，因此要减少磁滞效应的影响。刘志强[
于热对流和热辐射所占的比例极小，在后面的分析中予以省略。 2.4.2 工件中感应加热的温度场分析 通过上面的分析我们知道，在感应加热过程达到稳定状态时，能量在热板内部的传热方式为热传导，整个系统的热源是感应涡流的热效应提供的。在分析热板内部热量传递的方式，只着重分析热传导，但在对热板进行温度场的计算时，要分析考虑好热板所处的环境，设定合适的边界条件，也对具体的计算提出了新的要求。 在热板上建立一个微观的热分析控制单元，单元为平行的六面体，在热传导的过程中，能量就会通过这个单元，在这个单元的三个维度中都会发生能量的变化，通过热力学第一定律分析，在三维空间中建立热平衡方程，我们可以得到单元上温度和时间的关系。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈高频感应加热电源技术[J]. 樊喜明. 计算机产品与流通. 2019(06)
[2]电磁加热硫化热板的方案设计[J]. 翟子程,贺建芸,安瑛,谭晶. 机械设计与制造. 2019(05)
[3]电磁感应加热技术与应用[J]. 金辉. 连铸. 2019(02)
[4]A335P92钢厚壁管局部感应加热温度场的数值模拟[J]. 张建林,鲁立,刘川,迟鸣声,朱平. 材料热处理学报. 2018(10)
[5]平板硫化机热板电磁加热数值模拟研究[J]. 余露,陈兴,杨倩. 机械制造. 2018(10)
[6]电磁加热技术在机械加工中的应用[J]. 刘彦旭,刘保国. 现代制造技术与装备. 2016(04)
[7]实心轮胎电磁感应加热硫化工艺[J]. 刘斐,杨卫民,张金云,焦志伟. 轮胎工业. 2015(06)
[8]橡胶材料硫化技术的研究进展[J]. 高菲菲. 广东化工. 2015(07)
[9]感应加热线圈参数对被试件温度场的影响分析[J]. 刘震涛,潘俊,尹旭,黄瑞. 机电工程. 2015(03)
[10]双频率控制LLC谐振变换器分析与设计[J]. 赵升,贺明智,陈章勇,许建平. 电力电子技术. 2014(04)
博士论文
[1]横向磁通感应加热及其优化问题的研究[D]. 杨晓光.河北工业大学 2004
硕士论文
[1]单管感应加热电源的设计与改进[D]. 池上洋.浙江大学 2017
[2]橡胶厚制品电磁感应脉冲加热均匀硫化机理及设备的研究[D]. 商文禄.北京化工大学 2016
[3]发动机缸盖感应加热线圈设计方法研究[D]. 潘俊.浙江大学 2015
[4]带钢感应加热磁—热耦合场数值模拟研究[D]. 齐文亮.东北大学 2014
[5]感应加热技术的应用及有限差分研究[D]. 朱翠玉.沈阳航空航天大学 2013
[6]基于ANSYS的感应加热负载的数值模拟[D]. 涂章银.天津大学 2012
[7]高频感应弯板成形技术研究[D]. 范平.南京航空航天大学 2008
[8]行波磁场感应加热[D]. 王江波.河北工业大学 2007
[9]单齿连续感应加热淬火工艺技术研究[D]. 刘志强.郑州大学 2006
[10]平板移动感应加热磁—热耦合场数值模拟研究[D]. 程亦晗.天津大学 2005
本文编号：3589041
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ｕ纵向磁通感应加热示意图
基于电磁硫化装置温度场均匀性的研究4图1-2横向磁通加热示意图Fig.1-2schematicdiagramoftransversefluxheating杭国平[9]等通过对感应加热过程的有限元分析计算，计算出了感应加热过程中圆柱形工件中的涡流场和温度场，由于整体模型的对称关系，建立1/4截面模型。通过计算机模拟分析软件进行建立模型，确定边界条件，施加载荷，得到圆柱内涡流的分布情况，把得到的结论与理论公式所以导出的结论相比较分析，发现两者在分析计算的涡流深度层相差不大，为具体的实验分析提供理论依据。Chang-DooJang等[10]人通过三维瞬态耦合分析研究了用高频感应加热对钢板进行成形的过程，提出一种分析集成的计算理论，通过所建立的模拟得到相应的结果并与通过实验计算所得到的结果相比较，分别得到板厚，电流输入功率，热板加热速率等对整个实验的影响。储乐平[11]等人分析了电磁感应加热在水火弯板成形工艺中的应用，通过理论，模拟与实验测量相结合的方法，分析了在整个加热过程中弯板上的电磁场的温度场分布情况。并通过变量法则逐个分析电流密度，电流频率等参数对钢板最终温度分布的影响关系；并归纳整理，建立数学回归模型，将各参数的变化与最终热板的温度实现量化的分析，为实际的成产加工提供理论依据。孙青海[12]等人分析了在运用电磁感应加热过程中，除了在工件上涡流所产生的热量，系统中往往还伴随着其他形式的能量损失。如磁滞效应产生的热量。其产生原因是在交变的磁场中，在加热件中涡流也会产生磁场，且方向与原磁场方向相逆。在原磁场变化的瞬间，工件内的磁性分子的方向极速改变，就会在工件内部产生剧烈摩擦，形成热量。这种由于磁滞效应而产生的热量，通常不能立即释放出来，因此要减少磁滞效应的影响。刘志强[
于热对流和热辐射所占的比例极小，在后面的分析中予以省略。 2.4.2 工件中感应加热的温度场分析 通过上面的分析我们知道，在感应加热过程达到稳定状态时，能量在热板内部的传热方式为热传导，整个系统的热源是感应涡流的热效应提供的。在分析热板内部热量传递的方式，只着重分析热传导，但在对热板进行温度场的计算时，要分析考虑好热板所处的环境，设定合适的边界条件，也对具体的计算提出了新的要求。 在热板上建立一个微观的热分析控制单元，单元为平行的六面体，在热传导的过程中，能量就会通过这个单元，在这个单元的三个维度中都会发生能量的变化，通过热力学第一定律分析，在三维空间中建立热平衡方程，我们可以得到单元上温度和时间的关系。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈高频感应加热电源技术[J]. 樊喜明. 计算机产品与流通. 2019(06)
[2]电磁加热硫化热板的方案设计[J]. 翟子程,贺建芸,安瑛,谭晶. 机械设计与制造. 2019(05)
[3]电磁感应加热技术与应用[J]. 金辉. 连铸. 2019(02)
[4]A335P92钢厚壁管局部感应加热温度场的数值模拟[J]. 张建林,鲁立,刘川,迟鸣声,朱平. 材料热处理学报. 2018(10)
[5]平板硫化机热板电磁加热数值模拟研究[J]. 余露,陈兴,杨倩. 机械制造. 2018(10)
[6]电磁加热技术在机械加工中的应用[J]. 刘彦旭,刘保国. 现代制造技术与装备. 2016(04)
[7]实心轮胎电磁感应加热硫化工艺[J]. 刘斐,杨卫民,张金云,焦志伟. 轮胎工业. 2015(06)
[8]橡胶材料硫化技术的研究进展[J]. 高菲菲. 广东化工. 2015(07)
[9]感应加热线圈参数对被试件温度场的影响分析[J]. 刘震涛,潘俊,尹旭,黄瑞. 机电工程. 2015(03)
[10]双频率控制LLC谐振变换器分析与设计[J]. 赵升,贺明智,陈章勇,许建平. 电力电子技术. 2014(04)
博士论文
[1]横向磁通感应加热及其优化问题的研究[D]. 杨晓光.河北工业大学 2004
硕士论文
[1]单管感应加热电源的设计与改进[D]. 池上洋.浙江大学 2017
[2]橡胶厚制品电磁感应脉冲加热均匀硫化机理及设备的研究[D]. 商文禄.北京化工大学 2016
[3]发动机缸盖感应加热线圈设计方法研究[D]. 潘俊.浙江大学 2015
[4]带钢感应加热磁—热耦合场数值模拟研究[D]. 齐文亮.东北大学 2014
[5]感应加热技术的应用及有限差分研究[D]. 朱翠玉.沈阳航空航天大学 2013
[6]基于ANSYS的感应加热负载的数值模拟[D]. 涂章银.天津大学 2012
[7]高频感应弯板成形技术研究[D]. 范平.南京航空航天大学 2008
[8]行波磁场感应加热[D]. 王江波.河北工业大学 2007
[9]单齿连续感应加热淬火工艺技术研究[D]. 刘志强.郑州大学 2006
[10]平板移动感应加热磁—热耦合场数值模拟研究[D]. 程亦晗.天津大学 2005
本文编号：3589041
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3589041.html
最近更新
教材专著
