三相交流電熔鎂爐是目前生產(chǎn)電熔鎂砂的主要設備。電熔鎂爐的實際工作過程是一個非常復雜的物理和化學過程,爐內溫度很高,內部溫度數(shù)據(jù)難以在線測量,且難以采用精確的數(shù)學模型進行描述。而爐內溫度場分布又直接影響電熔鎂砂產(chǎn)品的產(chǎn)量和質量。針對這些問題,本文對熔煉過程中的電熔鎂爐溫度場分布進行了分析,具體研究內容如下:（1）基于有限元法對電熔鎂爐三維非穩(wěn)態(tài)溫度場分布進行了數(shù)值模擬,得到了10000A下7小時20分鐘熔煉時間內的電熔鎂爐溫度場分布仿真結果。（2）基于溫度場仿真結果,分析了溫度場分布與電熔鎂砂產(chǎn)品質量品位分布之間的關系,然后提出了電熔鎂砂單位能耗和熔坨皮砂率的多目標優(yōu)化模型,應用基于網(wǎng)格劃分的多目標粒子群算法對提出的多目標優(yōu)化模型進行優(yōu)化,分別獲取了單位能耗最低和皮砂率最小的兩個電流控制策略。仿真結果表明,優(yōu)化后的兩個電流控制策略可以有效地降低單位能耗和熔坨皮砂率,提高電熔鎂砂的產(chǎn)量。（3）基于圓形電熔鎂爐橫向剖面上的等溫線輪廓與熔坨橫截面上的皮砂分布,設計了一種三角形電熔鎂爐爐殼。仿真結果表明,理論上三角形電熔鎂爐在單位能耗和熔坨皮砂率這兩項指標上均優(yōu)于傳統(tǒng)的圓形電熔鎂爐,這種爐形設計... 

【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２電熔鎂爐橫向剖面示意圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ?ｐｒｏｆｉｌｅ?ｏｆ?ｓｈｅｌｌ?ｏｆ?Ｆｕｓｅｄ?Ｍａｇｎｅｓｉａ?Ｆｕｒｎａｃｅ??

其對應的定解條件構成。??（１）導熱微分方程的推導??如圖２．１所示，從導熱體內任意取出一個平行六面體微元來推導出導熱微分方程。??為了降低問題復雜性，先假設物體的密度／７、定壓比熱和導熱系數(shù)Ａ都是各向同性的。??ｄＱｘ?？［?嘔、??圖２．１導熱微元體??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅｒｍａｌ?ｍｉｃｒｏ－ｅｌｅｍｅｎｔ??對于圖２．１中所示的平行六面微元體，對該微元體應用熱力學第一定律，可得在沿??時間內在微元體內有：??－１１－??

圖２．２電弧與氣體空腔區(qū)??Ｆｉｇ．?２．２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｒｃ?ｐｌａｓｍａ?ａｎｄ?ｇａｓ?ｃａｖｉｔｙ??了傳熱學基本理論，推導了三維非穩(wěn)態(tài)熱傳導問題部傳熱過程進行了分析，將爐內各邊界處溫度場進發(fā)熱量較小的熔池電阻電熱，取發(fā)熱量占主要作用于該假設內熱源模型，推導了爐內體生熱率計算公提供了理論基礎和依據(jù)。??


本文編號：3456606