红外加热炉操作界面设计及CFD分析

论文摘要

上个世纪三十年代,红外加热技术开始应用于工业,虽然效果不是很理想,但是之后兴起了一股红外科学狂潮,推动了红外加热技术的快速发展。红外加热在经历了近红外加热、远红外加热、高红外加热三个阶段之后,已经趋于成熟,被应用于国民经济各个领域,而且效率突出,在一些技术性要求比较高的加热领域已经完全取代传统加热方式。本文在前人的理论基础上,从红外加热机理和实际生产着手,对红外加热炉进行了初步的研究。首先,通过对红外加热炉的热平衡分析,利用辐射传热理论确定了计算红外加热炉输出功率计算公式以及获得相关系数的方法,并利用MATLAB确定了带钢速度、带钢厚度及温度提升对输出功率的影响关系图线。其次,根据实际设备的操作要求,利用Vasual Basic 6.0对红外加热炉的操作界面进行了设计,成功模拟红外加热炉的操作。最后,使用GMBIT软件对红外加热炉进行三维建模和网格划分,输入到FLUENT中,进行模拟分析,得到红外加热炉工作时的环境温度场以及速度场。据此可以得出红外加热炉的工作状态是稳定的结论。这为实际生产奠定了理论基础,具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 课题研究背景与发展现状
• 1.2.1 传热学发展
• 1.2.2 数值传热学
• 1.2.3 红外加热技术的背景及研究现状
• 1.2.4 红外加热干燥机理
• 1.2.5 高红外加热技术性能及特点
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第2章 红外加热技术基础及理论
• 2.1 物体的加热方式及一般规律
• 2.2 红外线的吸收原理
• 2.3 热辐射的基本定律
• 2.3.1 普郎克（Plank）定律
• 2.3.2 斯蒂芬—波尔茨曼（Stefan-Boltzmann）定律
• 2.3.3 克希霍夫（Kirchhoff）定律
• 第3章 红外加热炉热平衡分析
• 3.1 红外加热炉输出功率分析
• 3.2 红外加热炉相关系数的确定
• 3.2.1 钢板吸收系数及涂层吸收系数的确定
• 3.2.2 综合效率E的确定
• 3.2.3 红外加热炉投入加热段数n的确定
• 3.3 影响红外加热炉输出功率的因素的分析
• 第4章 红外加热炉操作界面的设计
• 4.1 操作界面设计软件Visual Basic 6.0
• 4.1.1 VB的功能特点
• 4.1.2 VB数据访问技术
• 4.2 红外加热炉操作界面设计
• 4.2.1 系统启动屏
• 4.2.2 设备启动界面
• 4.2.3 产品顺序设置界面
• 4.2.4 系统运行状态界面
• 4.2.5 产品控制菜单界面
• 4.2.6 系统参数设置界面
• 4.2.7 用户管理界面
• 第5章 红外加热炉CFD模拟分析
• 5.1 红外加热炉几何模型的建立
• 5.2 模型网格的划分
• 5.3 边界条件的确定及参数计算
• 5.3.1 边界条件的确定
• 5.3.2 参数计算
• 5.4 FLUENT边界条件的设置
• 5.5 FLUENT后处理
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢