工业用箱式电炉温度场分析与研究

摘要

箱式电炉广泛用于实验室和小件产品的生产，因其投资小，使用灵活而成为首选的烧成设备。由于电子陶瓷和现代精细陶瓷对烧成温度非常敏感，为更好地满足用户对温度精度方面的需求，需要对整个生产过程进行深入研究，有针对性地采取措施加以控制，从而更好地服务用户。因此对传统箱式电炉炉膛内的温度分布作一分析已是十分必要。
　　 本文利用辐射换热原理，采用热平衡法对箱式电炉炉内温场进行了分析与模拟。依据辐射强度定律，计算了硅碳棒对烧结品辐射的能量。同时，考虑了炉膛内壁对烧结制品的影响。从而，建立了烧结体接收能量的数学模型，并用计算机进行了模拟计算。在温度控制方面，设计了一个双输入单输出的模糊控制器，仿真结果证明了其有效性，满足了温度控制稳定性的要求，控制精度得到了提高。

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致谢

第一章绪论

1.1概述

1.2国内外工业用箱式电炉炉温分析与控制的发展现状

1.2.1箱式电炉炉温分析与控制的意义

1.2.2影响箱式电炉温度均匀性的主要因素

1.2.3炉内辐射换热模型的计算方法

1.2.4电加热炉炉温控制技术发展概况

1.3本文的工作

1.4本章小结

第二章辐射传热原理与计算

2.1热辐射的基本概念和辐射特性

2.2黑体、灰体的概念及其工程应用

2.3黑体辐射的基本定律

2.3.1空间立体角、辐射强度的定义

2.3.2黑体热辐射的基本定律

2.4辐射传热的角系数

2.4.1角系数的定义及计算

2.4.2角系数的性质

2.4.3角系数的计算方法

2.5辐射换热工程计算的简化条件

2.6本章小结

第三章箱式电热炉温场分析与模拟

3.1箱式电炉传热过程简介

3.2箱式电炉概述

3.2.1箱式电炉的结构

3.2.2箱式电炉工作原理

3.3箱式电热炉温度场数学模型的建立

3.3.1模型建立的假设条件

3.3.2程序流程图

3.3.3数学模型的建立过程

3.3.4温场分布模拟

3.4模型的修正与改进

3.5本章小结

第四章模糊控制系统与模糊控制器

4.1模糊控制的发展和应用概况

4.2一般模糊控制系统的基本结构和工作原理

4.2.1一般模糊控制系统的基本结构

4.2.2一般模糊控制系统的工作原理

4.3模糊控制的基本结构及原理

4.4模糊控制器的基本类型

4.5一般模糊控制器设计中的几个突出问题

4.5.1模糊化

4.5.2数据库

4.5.3规则库

4.5.4清晰化基本算法

4.6本章小结

第五章箱式电炉模糊控制器的设计

5.1被控对象的特点和控制任务

5.2模糊控制器的实现及需解决的问题

5.3箱式电炉的模糊控制器设计

5.3.1精确量的模糊化处理

5.3.2电炉的模糊控制算法设计

5.3.3输出信息的模糊判决

5.3.4模糊控制查询表的建立

5.4控制系统的仿真过程及结果

5.5本章小结

第六章结论与展望

6.1工作总结

6.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文