水分測定天平紅外干燥箱溫度場模擬技術研究.pdf

1、紅外干燥箱作為水分測定天平關鍵部件之一，用來烘干實驗試樣，直接影響儀器的測量精度。紅外干燥箱的結構復雜，內(nèi)部溫度場由多種傳熱方式共同作用產(chǎn)生，溫度變化梯度大。而溫度作為紅外干燥箱最關鍵的一項性能指標，決定了其干燥的質量和速度，但是在水分測定天平的使用中，出現(xiàn)過干燥不充分、試樣局部碳化等由加熱溫度引起的問題，因此有必要對紅外干燥箱工作時的溫度變化規(guī)律進行深入研究。由于紅外干燥箱的結構相對封閉，內(nèi)部溫度測量難度非常大，因此溫度場模擬成為更為

2、可行的一種研究方法。
　　本文主要研究紅外干燥箱在加熱前期的實時溫度分布狀況及試樣的受熱情況，采用計算流體力學中的溫度場模擬技術對紅外干燥箱的三維瞬態(tài)溫度場進行數(shù)值分析，具體開展了如下幾個方面的工作:
　　首先，針對紅外干燥箱的傳熱情況，系統(tǒng)地分析了熱傳遞、熱對流和熱輻射三種傳熱方式，其中重點分析了紅外輻射的基本規(guī)律及紅外干燥下水分逸失的過程。介紹了計算流體力學中的溫度場模擬技術，其中重點介紹了有限體積法的離散化方法及基于有

3、限體積法的計算流體力學軟件FLUENT。
　　其次，對紅外干燥箱數(shù)值模擬的關鍵問題進行了分析，對模型進行了合理簡化和假設，給出了求解的邊界條件。分析了流固耦合換熱模型，計算了紅外加熱管的有效熱輻射量，分析了基于復合模糊控制的紅外加熱管功率變化規(guī)律，通過用戶自定義函數(shù)功能定義了符合實際情況的內(nèi)熱源，同時分析了紅外輻射下的壁面反射率確定方法。
　　最后，建立了紅外干燥箱的幾何模型并對其進行了網(wǎng)格劃分，選擇和確定了紅外干燥箱的輻射