水分測定天平紅外干燥箱溫度場模擬技術(shù)研究.pdf

1、紅外干燥箱作為水分測定天平關(guān)鍵部件之一，用來烘干實(shí)驗(yàn)試樣，直接影響儀器的測量精度。紅外干燥箱的結(jié)構(gòu)復(fù)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(guān)鍵的一項(xiàng)性能指標(biāo)，決定了其干燥的質(zhì)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(shí)的溫度變化規(guī)律進(jìn)行深入研究。由于紅外干燥箱的結(jié)構(gòu)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(shí)時(shí)溫度分布狀況及試樣的受熱情況，采用計(jì)算流體力學(xué)中的溫度場模擬技術(shù)對紅外干燥箱的三維瞬態(tài)溫度場進(jìn)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(diǎn)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(jì)算流體力學(xué)中的溫度場模擬技術(shù)，其中重點(diǎn)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(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT。
　　其次，對紅外干燥箱數(shù)值模擬的關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析，對模型進(jìn)行了合理簡化和假設(shè)，給出了求解的邊界條件。分析了流固耦合換熱模型，計(jì)算了紅外加熱管的有效熱輻射量，分析了基于復(fù)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(shí)際情況的內(nèi)熱源，同時(shí)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(jìn)行了網(wǎng)格劃分，選擇和確定了紅外干燥箱的輻射