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本论文是来源于一实际课题,论文主要论述的重点是实验用真空电阻炉研制、实验用真空电阻炉性能的测试、实验用真空电阻炉工作模型的建立和温度场的模拟。整篇论文的研究依据是根据客户对设备提出的要求,在满足经济性要求的前提下,对设备进行优化,使各项性能满足其性能指标。
在论文中首先论述了真空实验技术在真空技术领域所占的重要地位,实验用真空电阻炉的研究现状及其发展的趋势,以及实验用真空电阻炉的应用领域。
其次,在本论文中又详细阐述了实验用真空电阻炉主要部分的研制。第一步是对加热系统进行研制,在这一部分中主要包括电热元件的选择、加热元件引出结构的研制、隔热屏结构的研制和电绝缘技术的研制。研究方法主要是对各种技术进行讨论分析,根据本课题所要求的技术特点进行优化。第二步是对真空系统进行研制,在这一部分中主要讨论了真空系统的基本参数和真空系统的选择两个部分,根据本课题的设备特点对真空系统进行设计计算。第三步是对控制系统进行研制,在这一部分中包括温度传感器的选择和控制方法的选择两个部分,并给出了控制线路图。最后讨论的是在实验用真空电阻炉研制工作中遇到的问题以及解决办法。
再次,在本论文中又对实验用真空电阻炉的性能测试进行了讨论。首先讨论的是设备真空系统的测试,根据实验数据得出预抽时真空箱体的压力时间曲线和扩散泵工作时真空箱体的压力时间曲线,判断是否满足客户对设备提出的要求。其次讨论的是真空箱体密封性能的测试,通过箱体内的压升率来判断其密封性能。最后讨论的是箱体的温升性能,根据实验数据得出真空箱体内温度时间曲线,并对此温升曲线用加速度法进行分析,最后得出真空箱体温度与加热时间的关系方程。
最后,在本论文中讨论的是实验用真空电阻炉工作模型的建立。其工作模型主要有三个部分:多层金属隔热屏传热模型、箱体内真空环境模型、炉内物体的升温模型。在多层金属隔热屏传热模型的建立中,把传热过程分为三个部分,分别是辐射传热,残留气体的传热、金属隔热屏间固定件的导热,根据各部分的传热过程建立多层金属隔热屏传热模型,运用所建的数学模型与实际测量值进行比较,误差较小。在建立箱体内真空环境模型时,主要分为粗抽时箱体内真空环境和高真空时箱体内真空环境两种模型进行建立,运用所建的模型得出的压力时间曲线与实际测量曲线十分接近。在建立炉内物体升温模型中,建立平面物体、轴对称物体的非稳态升温模型,并对炉体升温时,炉内物体的温度场进行仿真模拟。对炉内温度场的模拟是采用FLUENT有限元软件进行分析,得出真空炉内温度场的三维分布图。