加热板温度场仿真优化设计

真空烘烤设备广泛应用于电子行业元器件的烘烤,除气及去应力等,加热板是真空烘烤设备的核心部件,其表面的温度均匀性是设备性能的重要指标。本文采用有限元软件,在300℃下,分别仿真了不锈钢加热板中加热元件的数量,加热元件的间距以及加热元件的功率对加热板温度场的影响规律,在此基础设计了应用于真空烘烤设备的加热板,试验证明其温度场均匀性满足±5℃的要求。     

基于K型热电偶的输送带接头硫化感应加热系统的温度监测

传统的输送带接头硫化加热方式存在加热不均匀、时间长、效率低等问题,为此提出了一种基于电磁感应的输送带接头硫化加热系统。搭建了接头硫化感应加热系统的整体框架,然后通过COMSOL软件仿真得出通电线圈作用下的加热板温度分布云图,结合仿真结果,在钢板上的不同位置布置K型热电偶,通过LK-S多路温度记录仪将测得的温度数据记录下来。结果表明:所设计的感应加热系统能够使硫化加热板均匀发热,且由K型热电偶与多路温度记录仪构成的温度监测系统能够对数据进行可靠的采集与处理。     

MOS型气体传感器加热板的结构优化

针对半导体金属氧化物(MOS)气体传感器功耗大的问题,对加热电极的线宽和间距做了优化,用有限元仿真软件COMSOL对加热板进行模拟分析,并对加热板温度进行测试。为进一步降低功耗,提高温度均匀性,提出在加热电极一侧添加一层电绝缘、热绝缘的包覆膜。对添加不同材料不同厚度包覆膜的加热板进行模拟分析,并用红外热像仪对加热板的温度分布进行测试。结果表明,添加包覆膜可降低功耗,提高温度均匀性,提高传感器响应速率,且包覆膜越薄越好。     

用于玻璃热压印的高温快速均匀加热模块的制造及优化

热压印技术是实现高性能玻璃微光学元件低成本绿色制造的有效途径，但是，由于加热冷却周期较长，温度均匀性不高，其制造效率和成型质量被限制。因此，有必要开发高温快速均匀加热模块，实现高效高质热压印成型。首先，基于氮化硅陶瓷加热片设计制造加热模块，搭建加热测试平台，实现加热模块表面温度分布的实时监测；然后，开展恒电压加热重复性测试，评估实验结果的可靠性；接着，建立和修正加热模块恒电压加热有限元仿真模型，并结合有限元仿真模型和正交试验法对加热模块结构进行优化，以提高加热速率和温度均匀性。实验结果表明：优化后的加热模块不仅加热速率快，而且温度分布均匀。进行180 s恒电压加热测试时，加热模块的升温速率可达363℃/min，表面温差为10.7℃。对加热模块进行700℃控温加热时，实测温度曲线与设定温度曲线基本一致，温度波动在0.3℃以内，尤其中心20 mm×30 mm区域的温差在2℃左右。最后，将高温快速均匀加热模块集成于热压印装置，实现了N-BK7玻璃微结构阵列的高效率高质量热压印成型。     

基于仿真分析的船用防爆阀阻燃片优化研究

针对防爆阀阻燃片结构设计缺少理论指导,主要依靠实验测试完成设计的问题,给出了一种仿真分析方法,以便于结构优化研究。借助计算流体力学理论和FLUENT仿真平台,建立了阻燃片的优化模型,通过均匀设计方法对阻燃片凸台宽度、凸台角、凸台高度等尺寸数据进行了分析,使用MATLAB对仿真数据进行了回归处理,通过出口总压与温度的散点图寻找性能最佳尺寸。研究结果表明,运用均匀设计和回归分析数值处理方法有利于数据处理和多目标优化,获得的尺寸回归函数能求得性能最佳尺寸;仿真结果与实际情况基本一致,同时该尺寸阻燃片实际测试过程中降压灭焰性能满足要求,有助于防爆阀阻燃片的设计研究。     

船用曲轴红套过程中线圈的结构改进及位置影响研究

针对曲轴感应加热后温度分布不均匀及形变不规则的问题,提出将电磁感应加热时的矩形线圈改为弧形线圈的方法。首先应用感应加热理论,建立了电磁场与温度场的数学模型;其次使用电磁-热-结构流程的顺序耦合法,对特定型号的船用曲轴进行电磁感应加热仿真,并与已有加热方式的仿真结果进行对比分析,同时考虑弧形线圈位置对曲柄内各场分布的影响;最后得到改进后曲柄孔周围温度差为12. 15℃,孔椭圆度为0. 29 mm,线圈与孔同心且半径为1 000mm时场分布最均匀的结论。通过对比改进加热线圈前后曲柄孔周围温度场与结构场的分布,证实电磁感应加热过程中曲柄孔周围变形不均的问题得到改善。     

定量PCR仪热循环系统温度均匀性有限元仿真研究

温度均匀性是衡量定量PCR仪温度控制效果的重要指标,也是决定定量结果准确性的基本因素。通过研究PCR仪热循环系统在热循环过程中的温度场分布情况及影响温度场分布均匀性的各项因素,使用大型有限元仿真软件ABAQUS6.8分别对影响温度场分布的空气对流、导热胶、TEC匹配等因素进行了仿真分析。根据仿真结果,对改善温度均匀性提出了解决方法,分别通过实验和仿真给予验证。结果表明,通过匹配TEC,采取隔热或热补偿的措施,可有效改善96孔样品块的温度均匀性。     

电极优化的PCR芯片及其扩增实验

对传统的蛇形加热电极结构进行了优化,提升PCR芯片反应的温度分布均匀性。设计了一种电极片可重复使用且和反应腔室片可分离的PCR芯片。利用红外热像测温仪对优化前后的电极片进行了温度场分布测量,结果表明优化后的加热电极在反应腔室范围内的温度均匀性小于1℃。与大型PCR仪的扩增实验结果对比表明,该PCR芯片实现了239 bp的DNA片段的高效扩增。     

点阵热源加热板料成形技术研究

初步试验验证板料温成形中,采用离散化热源和均匀热源相比能够进一步提高板料成形性能的基础上,提出点阵热源加热板料温成形新技术。基于有限元仿真,采用0Cr18Ni9不锈钢板料对点阵热源加热成形过程进行验证和初步研究。研究结果表明,点阵热源加热板料成形工艺是完全可行的,在相同热量的情况下,通过控制点阵热源的分布可以得到比均匀热流加热更大的极限拉深比;采用点阵热源加热拉深得到的零件壁厚分布一般存在两个明显的谷值,第一个谷值点在凸模圆角处,和最大拉深力有关,第二个谷值点在零件直壁上,是由于凸缘部位的高温材料拉深成直壁变成传力区以后因温度高承载能力下降引起的。     

基于ANSYS的生物质餐具成型模具热分析及优化

针对植物纤维淀粉餐具的成型模具在加热过程中,由于加热板引起的模具温度不均问题,应用pro/e建立成型模具有限元热分析模型,采用ANSYS对成型模具的温度场分布进行分析.在热分析基础上,以成型模具工作面温度差最小为目标,通过改变加热板有效加热面积,采用迭代法进行优化,为成型模具的设计提供了理论基础.     

外流自由降膜板式蒸发器

外流自由降膜板式蒸发器是一种具有八十年代国际先进水平的高效、节能的新型蒸发浓缩设备。可用于各种溶液的浓缩。板式蒸发器是根据薄膜传热理论及板式换热器的原理发展起来的,它的结构如图所示。主要由座圈、筒体、加热板片、分配器、除沫器及人孔视镜等部件组成,其中加热板是关键部件。加热板片为波纹状平面,每一板面是由两张不锈钢薄板经模压后焊接而成,制作精度较高。板式加热元件是蒸汽走板腔内,被蒸发溶液自上而下降膜在板面上。工作时,被蒸发溶液由泵送到筒体上部的分配器,经分配器均匀地分布     

电容器熔胶机温度控制系统设计与研究

针对电容器熔胶机存在加热不均匀、加热精度低、胶易炭化等问题,设计了基于PLC和增量式PID的电容器熔胶机温度控制系统,主要由FX2N系列PLC、温控模块FX2N-2LC、温控电路、人机界面、加热器、热电偶等组成;详细阐述了系统的硬件组成、软件流程及PID控制算法的实现。对温控系统进行了仿真及实验分析,仿真结果显示温控精度高,具有良好的自适应性和鲁棒性;实验测得系统能在15min内自动达到设定的目标温度值,且测量误差保持在(±1)℃以内。仿真及实验结果表明:该系统人机交互良好、性能稳定、温控精度高,有效实现了熔胶机温度的自动控制,具有良好的实际应用价值。     

VHS发电机转子热套控制技术研究

介绍了VHS发电机转子振动控制、转子热套工艺控制、转子热套施工程序等,通过分析VHS在溪洛渡8#机组转子磁轭热套采用加热片加温的方式,加热过程中通过监控温控柜温度,及时调整各加热片、加热板温度,控制转子升降温过程中的温度不大于10℃/h,各部位温差不大于20℃,保证了转子均匀膨胀和收缩,顺利加入预先计算好的紧量垫片,控制转子圆度在0.50~0.60 mm之间,满足了溪洛渡及国家标准。     

缩小内孔的淬火

我厂在生产中有一批45钢的套(见图),经淬火后内孔涨大或椭圆,使得磨量不够甚至没有磨量了。我们将此零件在860～870℃(也可稍低一些)加热7～10分钟,然后在油中冷却,反复二、三次可使内孔磨量达0.26～0.65毫米。反复加热冷却的次数由所需磨量来定,效果比较满意。最后热处理工艺为:盐浴炉中加热800～810℃,6～8分钟,在30～50℃的硝盐水溶液(硝酸钠25％,亚硝酸钠20％,硝酸钾20％,水35％,     

加热温度对GCr15SiMn渗碳体组织的影响

本文主要是研究热变形加热温度对GCr15SiMn渗碳体组织演变及硬度的影响,分别研究了在保温时间为100s的情况下,不同加热温度：780℃、810℃、840℃和870℃对GCr15SiMn钢残余碳化物的影响。通过对实验方法处理后所得到的试样进行显微组织分析,可知,当保温时间为100s时,随着加热温度在780℃、810℃、840℃和870℃之间的增加,实验试样的马氏体组织含量增加,珠光体组织含量降低,且实验试样显微硬度提高,而当加热温度到达840℃的时候,实验试样的显微硬度急剧升高,此时试样中的碳化物溶解更充分,奥氏体化程度更高。     

一种带有多孔隔板设计的SCR混合器研究

为满足日益严苛的排放法规要求,对车用柴油机尾气后处理系统提出了更高的尾气处理要求.通过对SCR混合器的孔板位置及大小尺寸进行仿真优化分析,发现左下角开孔面积增大、右上角孔位减少可以有效提高氨分布均匀性.利用计算机辅助模拟的手段对柴油机后处理系统的选择性催化还原氨分布均匀性指数进行了优化,对SCR前端的混合器孔板优化后氨...     

T8钢带淬火保护涂料

我厂生产中遇到长645、宽25、厚2毫米的T8钢带要求热处理,温度HRC31～37。开始未用任何涂料保护,吊挂在井式加热炉中加热(淬火温度820℃、保温10分钟)淬入40℃的10号机油中,结果具有工件两边白色区域硬度达HRC60～64,而中间存在大量的黑色区域,硬度仅为HRC31～37,硬度极不均匀。后来我们采用在钢带表面涂(或浸)上肥皂水,再撒上硼砂来保护,效果十分满意,淬火后大部分呈白色。硬度HRC62～65,仅有少数黑色斑点,其硬度也在HRCeO以上。经530℃回火60分钟,达到了要求的硬度。应注意,淬火加热前钢带若有氧化现象,应经喷砂处理。把硼砂加     

氮化镓MOCVD感应加热装置的优化设计

为了设计一款成本低、效率高的中频感应加热器样机,利用ANSYS软件对感应加热立式氮化镓MOCVD反应室建立2D模型。首先分别通过改变加热线圈与石墨基座下表面距离及线圈之间的间距,研究分析其改变对石墨盘表面温度均匀性分布的影响,热-电耦合分析结果表明减小线圈和石墨之间的垂直距离及线圈之间的距离可以提高加热效率,并根据仿真结果对感应加热器的结构进行优化设计,确定加热效果较好的加热器结构。结合仿真与分析结果,制作出一台感应加热器样机。实验验证可知,石墨盘表面温度浮动在0.2%,温度分布均匀性较好,符合工艺的要求,满足生产条件。     

淬火加热速率对980MPa冷轧双相钢显微组织和力学性能的影响

用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机等研究了淬火加热速率对980 MPa双相钢显微组织和力学性能的影响。结果表明：在5～150℃·s-1加热速率范围内加热后淬火时，随加热速率的增大，铁素体晶粒有细化的趋势，马氏体尺寸更加均匀，抗拉强度增加到1 300MPa后基本保持不变，其屈服强度和伸长率先增加后减小，当加热速率为100℃...     

海管防腐涂层感应加热系统设计与分析

通过对传统中频感应加热系统的分析,结合大功率电力控制原件(IGBT)设计了一套中频感应加热系统,并对该感应加热器的控制系统、测温设备、显示设备及散热系统进行了详细设计。通过理论分析和实验结合的方式针对中频感应加热系统拟定了两组对比实验,以探究加热频率和工件直径对加热效率的影响,实验结果与理论分析所得出的结论基本相符。系统能够满足不同海管管径219.1mm~406.4mm范围,还可以达到升温到150℃的温度均匀性,能够在海上盐雾和潮湿度非常高的特殊施工环境下高效稳定运行。