侧喷加热退火炉内铝卷温度场的仿真研究

针对径向加热退火炉内传热效率低的问题,分析了炉内铝卷的传热过程,提出了侧喷加热的改进方法.利用ANSYS软件,对径向加热和侧喷加热退火炉内铝卷的温度场进行对比仿真.仿真结果表明,与传统的径向加热退火炉相比,在同样边界条件下,侧喷加热方式下铝卷的温度场分布更均匀,退火结束时,卷内温差只有0.6℃,有利于提高铝卷的退火质量;在同一时刻铝卷芯部的温度要比传统径向加热时高30℃左右,且整个铝卷的退火周期缩短了4h,从而提高了铝卷退火效率.     

用ANSYS软件对铝材退火炉内铝卷温度场的数值模拟

以40 t铝材退火炉内铝卷为研究对象,建立了铝卷退火过程的导热数值模型.为获得铝卷温度分布规律,采用ANSYS分析软件对铝卷温度场进行数值模拟,得到对流换热、接触热导等参数对铝卷退火的影响规律,并对仿真结果进行试验验证.结果表明,循环风机所引起的对流换热参数和铝卷捆扎力所关联的接触热导在合适数值范围内能提高铝卷退火各方面的质量和稳定性,且能缩短加热时间,降低成本.铝卷内外部温度计算值与试验值之间有较好的一致性.     

铝材退火炉退火过程的传热分析

根据箱式退火炉退火过程的传热特点，分析了40t铝材退火炉退火过程各阶段炉膛内的传热形式，建立了铝卷导热的数学模型，着重分析和计算了影响炉内空气与铝材间传热的重要参数——对流换热系数。并模拟计算了铝卷的退火过程和温度变化。结果表明，铝卷退火曲线计算值与实测值结果比较吻合。     

圆筒形井式渗碳炉内流场的数值模拟

为了改善大型渗碳炉的均匀性,本文应用数值计算方法研究圆筒形井式渗碳炉炉膛内的流动传热过程,假设炉内流场满足定常、不可压缩轴对称条件、炉内气体可以应用理想气体状态方程。利用有限差分技术对通用方程进行离散化。同时采用贴体坐标较好地解决边界不规则的问题。文中给出了炉内的流场和温度场,并分析了影响炉内气体流动和温度分布的主要因素和应注意的地方,提出了改进的措施,对生产和炉子设计有一定的指导意义。     

中厚板低频电磁感应加热温度场数值模拟

采用有限元法中的电磁-热耦合技术,研究了中厚板感应回火加热中三维温度场的变化规律。结果表明:感应加热工艺参数对中厚板厚度、宽度方向的温差以及加热时间都有明显影响。此外,对于本文研究的单面感应加热情况,上表面温升明显高于下表面是这种单面感应加热的一个明显特点。     

钢轨全断面在线感应加热温度场数值模拟

利用有限元软件ANSYS,对钢轨全断面在线感应加热时的温度场进行数值模拟,分析了在线感应加热过程中钢轨内部温度的变化规律.通过实验与模拟结果对比发现,温度场的模拟结果与实验结果吻合度很好,对后续的工艺和设备的优化起到了一定的指导意义.     

GTAW电弧温度场与流场数值模拟

基于自由燃烧的钨极氩弧焊电弧建立了二维稳态的轴对称模型，研究了电弧的传热和流体流动，计算了电弧温度场和速度场的分布。方程的求解采用以SAMPLE算法为基础编写的通用热流计算软件——PHOENICS(Parabolic hyperbolic or elliptic numerical integration codes series)斟算的条件为电弧电流200A，弧长10mm，氩气作保护气体。计算得到的电弧温度、流体速度和电势分布与文献报导的测量结果吻合良好。     

数值模拟技术在铁路货车铸钢侧架上的应用

利用铸造数值模拟软件ZCAST,计算铁路货车新型铸钢侧架浇注和凝固过程中的速度场和温度场,发现了产品结构设计和工艺设计过程中可能存在的问题.通过数值模拟研究和实践验证表明,采用数值模拟技术,可以有效提高产品结构和工艺设计的水平,减少或简化试验、验证和改进的各个环节,对于提高铁路货车铸件结构和工艺设计质量以及节约研发成本都有着重要的指导意义.     

列车转向架侧梁焊接温度场的数值模拟

利用ANSYS有限元软件建立了列车转向架侧梁的有限元模型,对侧梁T型接头的三层12道焊缝的焊接过程进行温度场的数值模拟,分析和讨论温度场的计算结果。结果表明,采用本方案能够较为准确的模拟列车转向架侧梁的焊接过程,与实际焊接情况的温度场分布接近,为列车转向架侧梁的焊接结构进行三维焊接温度场的分析和焊接工艺控制提供了理论依据和指导。     

热氢处理炉真空加热温度场数值模拟与分析

钛合金热氢处理技术是利用氢在钛合金中的可逆化作用,改善钛合金微观组织与机加工性能的一种新技术.其中,热氢处理炉是钛合金加热渗氢、脱氢的重要设备,加热均匀性和加热效率是加热室设计过程中需考虑的关键技术,会直接影响钛合金热氢处理过程中的效率和质量.针对适用于钛合金的热氢处理炉进行真空加热过程温度场数值模拟分析,建立真空加热...     

激光熔覆熔池温度场及流场数值模拟研究进展

简述了激光熔覆熔池的受力,包括表面张力、黏性剪力、重力以及保护气压力等,并从组织生长和熔池流淌对熔覆层的形成机理作了简要分析。同时,对激光熔覆仿真模拟中采用的不同热源模型的能量分布规律和方程进行了归纳,包括表面高斯热源、表面环形热源、高斯体热源、椭圆球热源、组合体热源等。在此基础上,分类评述了近年来国内外激光熔覆熔池温度场及流场的数值模拟方面的研究进展,并分析了各种热源模型的优势及不足,总结了不同热源的适用环境及获得的温度场、流场分布规律。此外,对熔池自由液面的研究方法进行了总结,归纳了温度场流场数值模拟模型的验证方法。同时,针对激光熔覆熔池数值模拟研究存在的问题,分别从数值模型、边界条件等方面进行了归纳,最后对其未来的发展方向进行了展望。     

基于Fluent的合金化炉保温段温度场的数值模拟

建立合金化炉保温段内空气流动与热交换的物理与数学模型,利用Fluent软件,采用标准κ-ε湍流模型,对合金化炉保温段内气体流场和温度场的分布进行数值模拟研究.经分析知模拟结果与实际情况较吻合,此方法对了解和控制合金化炉内的温度分布具有指导意义.     

导流槽燃气预热过程中温度场的数值模拟与优化

本文以156kA导流槽为研究对象,在适当简化的基础上,建立了导流槽燃气预热过程中非稳态温度场的数学模型。在此基础上,采用有限元软件ANSYS对导流槽内的温度分布进行了数值模拟。结果表明:燃气预热法基本上可以满足导流槽焙烧启动的工艺要求;同时本文根据模拟结果,对DE端喷口的偏角进行了优化,基本解决了喷管间阴极温度梯度大的问题,并认为DE端喷口偏角在15°~20°之间时,导流槽可获得较佳的焙烧效果。     

铜包铝立式充芯连铸圆坯温度场数值模拟

建立了铜包铝立式充芯连铸圆坯的凝固传热数学模型,并应用有限元软件ProCAST模拟了它在不同冷却条件下的温度场,模拟结果与实验结果基本相符,可用于优化充芯连铸工艺参数.     

大方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

对大方坯连铸结晶器电磁搅拌过程的流场和温度场进行了数值模拟,并讨论了搅拌强度对流场和温度场的影响。结果表明：在结晶器电磁搅拌下,搅拌器区域的钢液变为水平旋转,使从水口向下吐出的钢水与向上回流的钢水流股相冲突,流股侵入深度变浅,从而使轴向温度迅速降低,径向温度升高,提高了热区位置,有利于传热;搅拌强度越大,钢水的二次流现象越明显,热区位置越高。     

脉冲磁致振荡下纯铝凝固磁场与流场分布的数值模拟

脉冲磁致振荡可以细化金属晶粒,为了研究其作用机理,采用ANSYS有限元模拟软件对脉冲磁致振荡下纯铝凝固磁场与流场分布进行了数值模拟.模拟结果显示,由于电磁趋肤效应,线圈中脉冲电流只在熔体表面感应产生电磁力,且随时间出现指向内部的压力与指向外部的拉力交替变化,沿径向有指向熔体顶部与底部交替变化.交变电磁力可以振荡熔体表面率先析出的晶核而使之游离,增大熔体形核率.同时感应电磁力迫使熔体产生流动,会利于晶核的均匀分布与温度场、浓度场的均匀化.     

TC21钛合金锻件淬火过程温度场及热应力场数值模拟

通过利用ANSYS有限元分析软件对TC21钛合金锻件淬火过程进行数值模拟,获得TC21钛合金锻件淬火不同时刻温度场分布及热应力场分布,以及锻件上所选节点温度、热应力随淬火时间的变化关系,并观察从锻件心部至边部的组织变化,研究冷却速率对组织变化的影响规律。结果表明,当淬火3600 s时,锻件表面已冷却至室温,而心部仍然保持较高温度;从锻件心部至表面冷却速度逐渐增加,并且越靠近表面,组织越细小。 淬火开始阶段,锻件各点热应力迅速升至最大值,随着淬火时间延长,锻件表面及心部热应力均逐渐减小,至淬火结束时,锻件最大残余应力仅为77 MPa。