水冷式射频组织焊接电极的多物理场仿真与实验研究

为了降低射频组织焊接中高温造成的热损伤,设计了一种创新的水冷式射频组织焊接电极,使用COMSOL Multiphysics软件对猪小肠的体外焊接过程进行了多物理场仿真,结合焊接和爆破压实验对生物组织的焊接温度与效果进行了分析。结果表明:仿真使用“温度阈值”方法解决了现有模型中生物组织水分的可逆蒸发问题;在相同实验条件下水冷电极的最大焊接温度为139.8℃,平均焊接温度为112.5℃,较典型金属电极明显得到控制;水冷电极作用下生物组织爆破压达到62.3±13.7 mmHg,满足焊接要求。仿真模型预测的温度与实验结果拟合良好,且水冷电极有效焊接了组织,控制了焊接温度。

直流电弧炉水冷钢棒式底电极传热过程数学模型

近年来,直流电弧炉炼钢在整个行业中的比重日益增加,但是底电极寿命问题一直无法妥善解决。为此,本文以直流电弧炉炼钢中水冷钢棒式底电极为例,详细分析它在冶炼过程中的传热过程,采用控制容积法首次建立了炉底传热过程三维数学模型,并结合实测数据验证所建模型正确可靠。在此基础上改变各种参数,模拟各种情况下底电极的熔融状况,最终找出最佳的冶炼工况。从结果可以看出:在直流电弧炉炼钢过程中,输入底电极中的焦耳热、精炼期电流强度与冷却水温差对底电极熔融深度影响巨大,本文将具体阐述这些因素的作用。