پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی مکانیک و مکاترونیک > مقطع کارشناسی ارشد > سال 1396
پدیدآورندگان:
الناز قاضیانی [پدیدآور اصلی]، محمد حسن کیهانی[استاد راهنما]، محسن نظری[استاد مشاور]
چکیده: این پایان نامه به صورت عددی به مدل سازی انتقال حرارت درون کوره های الکتریکی تحت خلأ می پردازد. در این تحقیق، روش غالب انتقال حرارت درون کوره بدلیل خلأ بودن داخل محفظه، تشعشعی است. هدف از این مدل سازی، یکنواخت بودن دما و شار داخل محفظه کوره، بدست آوردن توان ورودی لازم و تعداد سپرهای تشعشعی مناسب و ساختار آن در کوره دما بالا و در نهایت خنک کاری این نوع کوره ها است. کوره الکتریکی تحت خلأ به صورت دوبعدی با مکانیزم انتقال حرارت تشعشعی مدل می شود. در این تحقیق کوره های دما پایین تا دمای 400 درجه سانتی گراد و کوره های دما بالا از دمای 700 تا 1700 درجه سانتی گراد در ابعاد مختلف بررسی می شوند. در هر دو نوع کوره منبع حرارتی المنت ها هستند که چهار عدد المنت الکتریکی در چهار وجه هندسه تعبیه می شود و قطعه کاری در مرکز کوره قرار می گیرد. در کوره دما پایین، بین محفظه گرمایی و جداره خارجی کوره، عایق سرامیکی وجود دارد و انتقال حرارت تشعشعی فقط داخل محفظه کوره انجام می گیرد و در قسمت عایق حرارتی، قطعه کاری، المنت ها و جداره ها انتقال حرارت هدایتی صورت می گیرد. در کوره دما بالا، بین محفظه گرمایی و جداره خارجی، به جای استفاده از عایق، سپرهای تشعشعی قرار می گیرند؛ این سپر ها همانند مقاومت های حرارتی در مسیر انتقال حرارت تشعشعی بین جداره خارجی و المنت ها قرار گرفته و سبب کاهش نرخ انتقال حرارت به سمت بیرون می شوند که در فاصله بین سپر ها نیز خلأ وجود دارد. در نتیجه علاوه بر محفظه گرمایی، در فاصله بین سپر های تشعشعی نیز انتقال حرارت تشعشعی صورت می گیرد. در این نوع کوره ها اطراف جداره خارجی را محفظه ای از جنس استیل پوشانده است که در داخل آن، سیال خنک کننده آب جریان دارد. این خنک کاری برای صرفه جویی در انرژی و هزینه صورت می گیرد تا علاوه بر کم کردن تعداد سپر ها، دمای خروجی نیز کم شود. اطلاعات هندسی و حرارتی مورد نظر مدل سازی از نمونه های واقعی ساخته شده در شرکت دانش بنیان علم گستران صنعت آرتا انتخاب شده است. در هر کدام از کوره ها، استقلال نتایج از شبکه بندی ناحیه حل مطالعه می شود. سپس اثرات توان ورودی المنت ها بررسی می شود. ملاک برای بدست آوردن توان لازم، زمانی است که قطعه کاری داخل کوره به دمای موردنظر طراحی در هر کدام نوع از کوره ها می رسد. سپس در کوره دما بالا، تعداد سپرهای تشعشعی مورد نیاز با توجه به ابعاد کوره و جنس سپر ها و همچنین دمای جداره خارجی تعیین می شود. در این بررسی ابعاد کل کوره و محفظه گرمایی ثابت است و در فضای بین المنت ها و جداره خارجی سپرها با تعداد مناسب توزیع و طراحی می شوند. با توجه به اینکه یکنواختی دما و شار داخل کوره ها از اهداف این تحقیق است، در مختصات های مختلف داخل کوره، قطعه کاری جایگذاری می شود و نمودار های مربوط به دما و شار حرارتی تشعشعی متوسط محیطی نشان داده می شود. نتایج بدست آمده حاکی از یکنواختی بالاتر در کوره های با ابعاد کوچک تر است. تاثیر تغییر ضریب نشر و ضریب هدایتی حرارتی قطعه کاری داخل کوره بر توزیع دما و شار حرارتی تشعشعی نیز بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که توزیع دما در کوره به مقدار قابل توجهی به ضریب نشر بستگی دارد و توزیع شار حرارتی به هر دو ضریب نشر و ضریب هدایتی حرارتی بستگی خواهد-داشت. خنک کاری کوره دما بالا، مطالعه نهایی در این پایان نامه است. این بخش با کم کردن تعداد سپرهای تشعشعی در داخل کوره دما بالا و مطالعه اثرات خنک کاری بر دمای جداره خارجی کوره اعمال خواهد شد. نتایج نشان می دهد که خنک کاری تاثیر بسزایی در کاهش دمای جداره خارجی از 130 الی 140 درجه دارد.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#انتقال حرارت تشعشعی #سپر تشعشعی #کوره تحت خلأ
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده:
پایان نامه های مرتبط (بر اساس کلیدواژه ها)