一种用于设计电加热滚塑工艺的传热计算方法

首先针对一个空模具以及生产4种不同厚度的氢气瓶内胆的电加热滚塑工艺,通过实验分别测量了模具表面和模内的温度、加热时间和耗电量,并据此计算了在这5种情形下的加热效率和放大系数。然后提出了一种用于设计电加热滚塑工艺的计算方法。即在模具的材料和质量、模内粉料的物性和质量、工艺参数确定后,先计算出有效热能,接着根据放大系数初步估算出在加热阶段电热丝需发出的热能,并由此得出满负荷的加热功率和电热丝的长度。然后利用static bed模型通过FLUENT软件仿真计算出加热时间和电热丝实际需发出的热能。以一个中空立方形的塑料制品的电加热滚塑工艺为例说明了该方法的应用步骤,并研究了满负荷的加热功率和模具材料对加热效率、加热时间和电热丝实际需发出的热能的影响。结果表明,加热效率随氢气瓶内胆厚度的增加而下降,加热时间随着满负荷功率的增大而减少的速率变得越来越慢。采用钢制模具的加热时间比采用铝制模具更长,电热丝也需发出更多的热能。

基于自整定模糊PID的柔性管道加热控制系统研究

针对传统温度控制器调节控制精度低、超调量大的缺点,设计了一套模糊控制策略+比例积分微分(PID)控制方法+物联网云平台技术的柔性管道加热控制系统。该系统可实现过程实时监控、温度检测和闭环控制功能,使输气管道在加热过程中的温度控制稳定、温度调节响应速度快、超调量小。通过对控制过程的可视化,可实时分析系统运行状况,从而实现对加热过程和气体输送过程的动态监控。该系统具有加热及温度控制、运行状态实时监测功能。适用于管道加热系统的柔性管道加热控制系统对半导体企业降低生产能耗、提高生产效率、过程监控、保证输送系统安全和平稳运行有重要意义。

海洋工程电加热设备优化研究

本文分析研究海洋石油工程领域电加热设备目前存在制约生产的问题,对电加热设备的主要配件进行优化改造,确保提高设备稳性运转,进而提升生产效率,为后期同类设备的优化升级提供了有益的参考。

提升钢坯加热质量的加热炉数学模型构建

加热炉在化工、钢铁等多行业均有重要的应用。作为热工设备之一,加热炉具有滞后性、时变性等特点,极大的影响了材料的加热质量。钢坯在加热过程中其质量会受到加热温度、加热速度、加热时间等多种因素的影响。在对加热温度确定时不仅要考虑钢种性质,而且要顾虑加工要求,获得最佳的塑性,提高轧制的产量、质量,有效降低能耗,减轻设备磨损,生产出高质量的钢质产品。以钢坯加热的步进式加热炉作为分析对象,分析探讨加热炉的优化控制手段。先对加热炉的构造以及燃烧控制系统进行介绍,然后对加热炉温度数学模型的构建方法进行了论述,并提出优化方法,旨在提升加热炉在钢坯加热过程中的有效性,使其更加符合工业生产的温度设定要求,为工业加热质量提升以及节能降耗发挥重要作用。

感应加热炉的优缺点

感应加热炉有以下优点:(1)容易获得高温。(2)容易快速加热。(3)炉子的操作性良好。(4)能够局部加热。(5)自身产生搅拌力。(6)被加热物的氧化损耗小。感应加热炉有以下缺点:(1)设备费用高。(2)受到被加热物体的电气特性的控制。(3)搅拌作用引起杂质混入。(4)如果选错频率,就达不到加热目的。

微波和传统加热下混凝土劈裂抗拉性能分析

近年来,微波辅助混凝土粗骨料回收技术因其绿色性、高效性及低损伤性引起国内外学者广泛关注。该文采用工业微波多模谐振腔及传统马弗炉对圆柱体混凝土试样进行不同条件下的加热实验,探讨了混凝土在两种加热方式下的加热效率、宏观裂纹扩展与破坏模式、劈裂抗拉强度弱化规律以及加热参数对能耗和能效的影响规律。此外,借助扫描电镜分析了微波照射下混凝土的抗拉强度弱化机理。实验结果表明:微波加热技术具有更高的加热效率,能够有效地促使裂纹沿砂浆-骨料界面扩展,从而削弱混凝土强度;并且高微波功率下混凝土加热效率更高,强度损失更大,能量消耗更少。反之,传统加热下砂浆-骨料界面结构紧凑,未出现可见裂纹,加热过程能量利用率仅1%左右。

玻璃窑炉电加热系统电极冷却水套的研究

0引言由于电加热系统的高效和对环境污染的程度远远低于燃气加热熔制玻璃,所以熔制玻璃制品的窑炉已经广泛采用电加热系统。熔制玻璃的电加热原理简单,利用熔融玻璃自身的电阻,在玻璃中施加电压,电极电压距离内的玻璃由电流产生的热量加热熔融玻璃自身,不断地熔化配合料形成玻璃。

用于加热卷烟的石蜡改性二醋酸纤维素降温滤嘴的制备与表征

以二醋酸纤维素滤棒为载体,以食品级石蜡为相变吸热材料,采用浸渍法制备了石蜡/醋纤降温滤棒,研究了石蜡熔点和负载量对加热卷烟主流烟气温度的影响,并采用热重/差热分析仪(TG/DTA)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)和场发射扫描电子显微镜(SEM)等技术对石蜡/醋纤滤棒进行了表征。石蜡/醋纤滤棒是通过醋纤滤棒的吸附作用完成复合,在抽吸过程中具有良好的热稳定性,当52~#石蜡乳化液质量分数为60%时,即石蜡负载量为35 mg时,由石蜡/醋纤滤棒组成的三段式降温滤嘴对主流烟气具有显著的降温效果,可将主流烟气温度从68℃降低到42℃。

钛合金薄壁构件快速加热冷模热冲压成形技术进展

为了解决钛合金薄壁构件热成形效率低、成本高、组织性能控制难度大等问题,近年来钛合金冷模热冲压成形技术受到关注。在该新技术中利用室温模具对加热后的钛合金板材进行快速冲压成形和模内快速冷却,由于取消了模具加热,可以变革性地提高钛合金薄壁构件成形效率、降低成本。然而,与传统等温成形不同,在冷模热冲压成形过程中,钛合金板材温度不断下降,这对钛合金成形极限、回弹及组织性能等的控制提出了全新的挑战。分析了钛合金薄壁构件冷模热冲压成形技术特点及存在的问题,归纳了快速加热对钛合金组织性能的影响规律,综述了钛合金薄壁构件快速加热冷模热冲压成形工艺进展,最后对该技术未来的发展方向进行了展望。

横向感应加热装置功率因数的研究与优化

横向磁通感应加热技术因其连续加热金属薄板带材的优异性能一直是近年来研究的焦点。为了满足节能环保要求,提高加热系统的功率因数可加强系统能源的利用率同时降低设备的成本。基于对45钢薄带加热需求设计了横向感应加热装置,采用有限元数值模拟的方法研究结构参数与电激励参数对横向感应加热系统功率因数的影响,并结合各参数对加热系统功率因数的影响规律对加热模型进行优化。结果表明,优化后模型与初始模型相比,系统的功率因数上升0.048,相对不均匀度下降5.15℃。优化后的模型有效地提高了系统的功率因数,并改善了带材的温度均匀性。

双螺杆挤出机塑化系统电磁加热过程的数值模拟与实验研究及应用

探究电磁加热相比于铸铜加热对双螺杆挤出机塑化系统的影响,首先针对现有双螺杆机筒和线圈分布建立几何模型,使用comsol有限元软件研究了电磁加热过程机筒磁通量变化以及温度均匀性;另外,在数值模拟的指导下开展具体试验验证,对比了电磁加热和铸铜加热的机筒内壁及法兰温度均匀性、用电量及电磁辐射安全性。结果表明,电磁加热具有更高的控温精度,保证温度均匀性在±1℃以内,与模拟结果相吻合;在相同的加热时间内,电磁加热可以实现机筒和法兰同步加热,预热时间节约40%,生产过程节能50%;另外电磁辐射符合国家安全标准(GB 8702—2014),保证车间工人的人身安全。

10kV箱变改造为发电机转子护环感应加热电源的研究与应用

在某核电站汽轮发电机转子首次检修和绕组发生绝缘缺陷时,需要采用感应加热法拆除转子护环进行检查与处理。本文结合电站实际情况及护环拆装需求,经过分析与计算,按照最优的单绕组供电方案将工程建设期退役的10kV箱式变电站改造成拆装发电机转子护环所需的感应加热电源,并在两台百万千瓦级汽轮发电机的首次大修和转子绝缘缺陷处理中实现成功应用,有效保障了核电站发电机大修工期,节约了大修成本。

基于有限时间ADP的微波加热高钛渣温度跟踪控制

针对常规控制方法对微波加热过程控制效果不够理想的问题,提出一种基于数据驱动模型的有限时间自适应动态规划微波加热温度跟踪算法。算法包含模型网络、评价网络和执行网络,这3个网络的实现依赖于神经网络。模型网络实现微波加热过程的数据驱动建模,评价网络和执行网络实现最优性能指标函数和控制功率的逼近。最后将温度跟踪转化为误差的镇定。通过理论推导证明了算法的收敛性及最优性,并进一步开展了微波加热高钛渣温度跟踪实验和仿真研究。结果表明,算法能有效地跟踪高钛渣的加热过程,基于ELMAN神经网络的模型预测误差小于1℃,温度跟踪误差小于0.2℃,在工业微波加热中具有潜在的应用价值。

加热卷烟抽吸前后葡萄糖和果糖转化及烟气转移分析

【目的】研究加热卷烟抽吸后葡萄糖、果糖的转化率和转移率,【方法】优化离子色谱检测方法,检测8种加热卷烟烟芯、降温段、滤嘴以及烟气中的葡萄糖和果糖,分析不同烟具的加热方式对烟芯中葡萄糖、果糖转化率的影响。【结果】(1)优化后的检测方法重复性和回收率较高,葡萄糖、果糖的加标回收率分别为95.3%~95.8%、100.6%~102.8%,重复测定的相对标准偏差(RSD)分别为1.77%、1.28%;(2)8种加热卷烟烟芯中葡萄糖含量为3~5 mg/支,果糖含量为5~10 mg/支,且具有显著的正相关性;(3)烟芯中葡萄糖转化率为89.20%~97.37%,果糖的转化率为88.33%~95.28%,且具有极显著的正相关性;(4)8种加热卷烟的烟气和滤嘴段均未检出葡萄糖和果糖;(5)烟具的加热方式会影响葡萄糖和果糖的转化率。

果香香韵单体在壁式加热卷烟中转移行为分析研究

为量化表征果香单体香原料在壁式加热卷烟中的调香可用性,基于气相色谱质谱联用技术和嗅觉感官阈值测定,分别研究了果香单体香料在壁式加热卷烟中的转移分布、加香贡献度及逐口释放行为。通过研究发现:1)果香单体香原料的加香贡献度D值差距甚大,其中D值最大的γ-辛内酯(12485.0)是苯甲醇(0.1)的10万倍;2)果香单体香料的主流烟气转移率不高,约7%~37%,但高沸点香料损失主要原因是冷凝截留而低沸点香料损失主要原因是抽吸过程中空气散失;3)果香单体香料的逐口释放量随抽吸口序增加有两种趋势,一种呈逐口递减趋势,另一种呈先增后递减趋势。其中庚酸乙酯,辛酸乙酯,癸酸乙酯,乙酰丙酸乙酯和苯乙酸乙酯属递减,肉桂酸乙酯,γ-庚内酯,γ-辛内酯,γ-癸内酯等属先增后减。

加热方式对花岗岩力学性能影响的试验研究

为了对比微波加热和传统加热对花岗岩力学特性的影响,采用微波加热和传统加热两种方式对花岗岩进行了不同温度加热处理(分别是300、500、600、800℃),对加热后的试样分别进行密度、纵波波速测量和单轴压缩试验,分析了两种加热方式下密度、波速、应力应变曲线、单轴抗压强度和弹性模量随温度变化规律,讨论加热方式对花岗岩性能的影响。结果表明:两种加热方式下,花岗岩的密度、波速、单轴抗压强度和弹性模量均随加热温度升高而降低,并且在500~600℃范围内降低速率最大。在相同加热温度下,微波加热会使花岗岩的密度、波速、单轴抗压强度和弹性模量下降得更多。两种加热方式诱导的差异性随加热温度升高而增加。相比于传统加热,微波加热时间更短,一般仅为传统加热时间的1/7,微波加热在降低花岗岩性能方面效率更高。

基于加热卷烟的国内烟草原料低温热解香气成分差异性分析

【目的】明确国内不同类型烟草在加热卷烟体系下的香气种类及释放量的差异。【方法】收集国内10个省份5种烟草类型的71份烟叶样品,利用热裂解-气质联用仪(PY-GC/MC)检测了样品在300℃条件下气溶胶中香气成分含量,【结果】不同类型烟草低温热裂解气溶胶中的生物碱种类、含量均有较大差异,晒红烟、晒黄烟、雪茄烟测到5种生物碱,烤烟和香料烟测到3种生物碱,晒红烟热裂解气溶胶烟碱最高,烤烟、晒黄烟、雪茄烟次之,香料烟最低,三组间差异达到显著水平,晒红烟300℃热裂解气溶胶中降烟碱、麦斯明、二烯烟碱、2,3'-联吡啶含量均最高;不同类型烟草低温热解气溶胶中香气物质种类、含量均有较大差异,检测到烤烟气溶胶有16种香气成分,晒黄烟有19种香气成分,晒红烟有18种香气成分,香料烟有13种香气成分,雪茄烟有15种香气成分。【结论】综合分析5种烟草类型热解烟气中共有的香气成分,初步认为,不同类型烟草300℃热解气溶胶中的香气成分种类和含量有较大差异;烤烟、晒黄烟的热解气溶胶中的香气成分含量相近,属于香气成分较高的烟草类型,香料烟组次之,雪茄烟、晒红烟组最低;晒黄烟可能是香气种类丰富且含量较高的一类烟草类型。

乳酸对电加热卷烟气溶胶不同形态烟碱释放规律的影响

【目的】探索调控加热卷烟劲头与刺激之间平衡的方法,提高加热卷烟感官舒适度。【方法】基于二氯甲烷-水双相萃取体系的加热卷烟游离态烟碱测定方法,考察了乙酸、丙酸及乳酸3种酸类香料对电加热卷烟不同形态烟碱释放规律的影响。【结果】①乳酸最能影响气溶胶中游离态烟碱释放量。②除烟芯材料总烟碱外,烟芯材料pH值、游离态烟碱含量、游离态烟碱系数以及气溶胶pH值、游离态烟碱释放量、总烟碱释放量、烟碱转移率均呈现随乳酸增加而降低趋势。③乳酸施加量与烟芯材料、气溶胶关键指标之间存在较强的线性量效关系。④随抽吸口序的递增,气溶胶游离态烟碱系数整体呈可识别的下降趋势,前6口下降趋势更为明显,表明游离态烟碱更倾向于在抽吸前6口释放出来。【结论】可通过乳酸对气溶胶总烟碱及游离态烟碱释放进行定量控制,使加热卷烟在劲头与刺激之间取得平衡,改善高烟碱释放量加热卷烟的感官舒适度。

低成本航空发动机控制器的低温加热设计及优化

为保证低成本航空发动机控制器在低温环境中稳定工作,设计了一种基于聚酰亚胺(polyimide, PI)加热膜的加热方案。对该加热方案在恒温阶段和升温阶段的加热效果进行了数值仿真分析以及实验验证,仿真与实验结果表明:该方案可以满足控制器的保温需求以及快速升温需求。针对主板元件在升温过程中温度均匀性较差的问题,提出了一种基于遗传算法的加热膜几何形状优化方法,对遗传算法的交叉操作流程和变异操作流程进行了改进,以满足加热膜在实际应用时受到的限制:加热膜布置区域必须为连通域、加热膜覆盖面积保持不变。使用该方法对主板加热膜的几何形状进行了优化,并对优化后的加热效果进行了仿真分析,仿真结果验证了该优化方法的有效性。

高温气冷堆热态功能试验中一回路加热动态特性研究

高温气冷堆反应堆压力容器堆内构件由石墨和碳化硼烧结陶瓷材料组成,热态功能试验过程中需对一回路堆内构件进行加热除湿。针对高温气冷堆一回路热试系统特点,采用COMSOL Multiphysics 5.4计算软件构建了压力容器、蒸汽发生器和主氦风机三维数值模型,并通过示范工程加热试验值验证了模型的可靠性,并获得了一回路加热过程中温度场动态特性。为了解决高温气冷堆示范工程一回路首次加热效率低的问题,提出了将辅助蒸汽通入到蒸汽发生器,并动态调整辅助蒸汽运行参数来加热一回路氦气的方法,结果表明:相较于主氦风机单独加热方式,外加辅助蒸汽热源可节省加热时间约31.3 h,同时可将堆芯最终平衡温度由250℃提高至265℃;在满足运行准则的前提下,更有利于碳砖和石墨堆内构件的除湿。该研究结果为高温气冷堆一回路热试提供了有力支持。