检索结果-南通市图书馆

作者：边晓伟长安大学

学位级别：硕士

沥青路面就地热再生设备的加热墙主要是由磁控管和辐射天线组成,磁控管通过天线进行耦合输出,实现对沥青路面的加热。为了研究天线阵列的排布方式、行列间距、相对移动方向等因素对沥青路面加热效果的影响,本文借助CST软件进行了系统的... 详细信息

沥青路面就地热再生设备的加热墙主要是由磁控管和辐射天线组成,磁控管通过天线进行耦合输出,实现对沥青路面的加热。为了研究天线阵列的排布方式、行列间距、相对移动方向等因素对沥青路面加热效果的影响,本文借助CST软件进行了系统的仿真研究。研究成果对就地热再生设备加热墙中天线阵列的设计和布局有着重要的指导意义。首先对单天线的结构尺寸进行了优化,并结合微波加热的特点,提出了使用标准差、离散系数、极差和衰减趋势4项指标对加热质量进行评价,同时使用CST Mphysics Studio对温度场进行了仿真分析;接着对整齐排布、行交错、列交错和前后交差的4种天线阵列的排布方式进行了对比研究,相对应的行列间距为36mm×36mm、41mm×41mm、46mm×46mm、51mm×51mm、56mm×56mm,分析加热后沥青混合料表面温度的极差,00mm深度内温度的均值、标准差、离散系数以及温度沿深度方向的变化情况;最后分别对整齐排布、行交错、列交错和前后交差的天线阵列,沿不同方向移动的加热效果进行了对比研究。经仿真分析,得出如下结论:1、优化后的天线模型与优化前相比,天线辐射能力增强,加热后均匀性提高;2、天线阵列的排布方式对沥青路面的加热效果有一定的影响。通过改变加热墙天线阵列的排布,在一定程度上可以提升加热效果,有助于改善加热均匀性,其中改变前后排天线的方向对其加热效果改善较为明显;3、天线阵列移动加热的加热均匀性、加热效率要优于静止加热的加热效果;4、天线阵列的移动方向对其加热效果影响较大。

关键词：就地热再生微波加热加热墙天线阵列移动加热

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沥青路面微波热再生移动加热研究

沥青路面微波热再生移动加热研究

作者：蔡子林长安大学

学位级别：硕士

微波静止加热大部分用于修复小面积破损的沥青路面,不能满足微波就地热再生设备的施工作业要求。目前微波加热沥青路面的研究大多数是集中在静止加热条件下,缺乏移动加热条件下的研究。所以,有必要对微波移动加热沥青路面的加热效果进... 详细信息

微波静止加热大部分用于修复小面积破损的沥青路面,不能满足微波就地热再生设备的施工作业要求。目前微波加热沥青路面的研究大多数是集中在静止加热条件下,缺乏移动加热条件下的研究。所以,有必要对微波移动加热沥青路面的加热效果进行研究。本文首先对微波移动加热实验装置的功能要求进行分析并完成了设计,利用实验装置开展了列交错天线阵列移动加热的实验研究,并与CST仿真进行对比分析,验证了微元法仿真微波移动加热方法的有效性;其次利用实验装置对微波移动加热沥青混合料的影响因素进行实验研究,得出天线阵列排布方式、移动方向的影响规律;最后利用CST软件仿真研究天线阵列错位布置对移动加热效果的影响。经分析得出如下结论:（1）对列交错天线阵列移动加热的仿真实验结果进行对比分析得出:微元法仿真微波移动加热方法有效。（2）对微波移动加热沥青混合料的实验结果进行分析得出:行交错阵列是沿X向移动加热效果好于Y向,列交错阵列是Y向移动加热效果好于X向;当天线阵列沿X向移动时,行交错阵列的加热效果相对最优,当沿Y向移动时,列交错阵列的加热效果相对最佳。（3）对天线阵列错位布置移动加热效果的影响进行分析得出:随着天线阵列错位位移的增大移动加热沥青混合料模型的加热效率降低、加热均匀性提高,错位位移为波导底部长边尺寸的1/2时加热效果最佳,错位位移分别为波导底部边长尺寸的1/2、1/3、1/4、0时沿X向移动加热沥青混合料模型的加热效果比Y向好。

关键词：移动加热错位布置天线阵列行列间隔排布方式移动方向

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沥青混合料微波移动加热仿真研究

沥青混合料微波移动加热仿真研究

作者：付贝贝长安大学

学位级别：硕士

当前对于沥青路面微波加热的研究多数是基于微波加热墙与沥青路面相对静止的静态加热效果分析,两者相对移动的研究相对较少。静态加热方式主要应用于小面积破损路面的坑槽定点修补,不能满足就地热再生设备施工作业的要求。因此,有必要... 详细信息

当前对于沥青路面微波加热的研究多数是基于微波加热墙与沥青路面相对静止的静态加热效果分析,两者相对移动的研究相对较少。静态加热方式主要应用于小面积破损路面的坑槽定点修补,不能满足就地热再生设备施工作业的要求。因此,有必要对微波移动加热进行深入的研究。本文采用仿真的方法基于CST软件对加热墙天线阵列排布方式、行列间隔、移动方向、移动速度和加热时间等对移动加热效果的影响进行了研究,所完成的主要工作如下。首先,本文建立了整齐、行交错和列交错排布的矩形喇叭辐射天线阵列,并采用加热均匀性、加热深度、加热效率等作为加热效果评价指标;其次,对移动加热与静止加热的加热效果进行分析,发现移动加热效果与静止加热效果存在明显差异;其二,本文通过研究不同移动速度天线阵列的加热效果,发现加热时间相等时,移动速度对移动加热效果无明显影响;其三,本文通过研究不同加热时间天线阵列的加热效果,发现随着加热时间增加,加热均匀性会逐渐降低;最后,本文通过研究不同移动方向不同天线阵列的加热效果,发现整齐和行交错阵列的X向移动加热效果均优于Y向,列交错阵列的Y向移动加热效果优于X向;天线阵列X向移动时,行交错排布的天线阵列加热效果较优;Y向移动时,列交错排布的天线阵列加热效果较优。

关键词：移动加热模型建立移动速度加热时间天线阵列移动方向

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陶瓷刀具微波批量烧结专用设备的设计研究

陶瓷刀具微波批量烧结专用设备的设计研究

作者：姜志嵩南京理工大学

学位级别：硕士

本文为了解决陶瓷刀具微波批量化烧结过程中加热不均匀和加热效率低的问题,进行了AlO基陶瓷刀具微波批量烧结专用设备的设计研究。结合COMSOL仿真软件,根据批量陶瓷刀具的位置分布,确定了微波谐振腔的结构尺寸、馈口的布局设计以及输入... 详细信息

本文为了解决陶瓷刀具微波批量化烧结过程中加热不均匀和加热效率低的问题,进行了AlO基陶瓷刀具微波批量烧结专用设备的设计研究。结合COMSOL仿真软件,根据批量陶瓷刀具的位置分布,确定了微波谐振腔的结构尺寸、馈口的布局设计以及输入功率;对批量陶瓷刀具温度场的影响因素进行了研究;利用金属材料对电磁波的反射作用,研究了Si C助热板的助热、保温和温度场均化作用,并研究了金属骨架辅热装置不同布局对批量陶瓷刀具加热效率和温度均匀性的影响;根据微波的电磁扰动作用,研究了移动加热方式下不同移动距离和周期对批量陶瓷刀具加热效果的影响,得到了最优移动加热方式;基于此,对采用最优金属骨架辅热装置的批量陶瓷刀具进行移动加热研究;最终设计出了一种适合陶瓷刀具微波批量烧结的专用设备,有效地解决了批量AlO基陶瓷刀具微波烧结过程中的问题,为陶瓷刀具微波烧结的工业化应用提供了技术支撑。批量AlO基陶瓷刀具试样以60块为一批次,微波谐振腔结构尺寸设计为730mm×500mm×440mm;矩形波导采用BJ-26型波导,馈口数为6个,相互正交布置,馈口间x方向间距e为150mm,y方向间距f为150mm时,总功率设置为1500W。研究了微波烧结参数对批量AlO基陶瓷刀具试样温度场特性的影响,批量陶瓷刀具的平均温度和COV值整体上随实部ε'的增加而降低,随虚部ε''的增加而增加;随着损耗角正切的增加,批量陶瓷刀具的平均温度整体上会在一定范围内出现先增后减的现象,然后继续呈增加趋势;增大批量陶瓷刀具的导热系数,其温度均匀性得到了显著改善;对流换热系数的增加使得批量陶瓷刀具加热效率和温度均匀性不断降低;微波工作频率发生变化,批量陶瓷刀具的平均温升变化较大,但其温度均匀性整体上会得到提升。基于金属材料对电磁波的反射作用,首先通过对比分析,研究了Si C助热板对批量陶瓷刀具的助热、保温以及温度场均化作用;然后在Si C助热板中添加金属骨架,并对金属骨架的设计布局进行了合理的设计优化,在单一布局的基础上,确定并采用了五行五列的交叉网状布局后,批量陶瓷刀具的加热效率和温度均匀性都得到了显著提高;当加热时间为3600s时,批量陶瓷刀具的加热效率提高了12%,温度均匀性提高了34.1%。研究了微波的电磁扰动作用,加热300s时,移动加热下批量陶瓷刀具的温度均匀性比静止时高10.5%;采用Si C助热板辅热装置进行移动加热时,当移动距离为45.75mm,周期为5s,批量陶瓷刀具的加热效果最好;采用最优金属骨架辅热装置进行移动加热时,与金属骨架辅热装置助热和移动加热相比,进一步提高了批量陶瓷刀具的加热效率和温度均匀性;相比原加热方案,加热300s时,批量陶瓷刀具的加热效率和温度均匀性分别提高了11.5%和33.3%;最终根据研究,设计出适合陶瓷刀具微波批量烧结的专用设备。

关键词：微波批量烧结仿真模拟金属骨架辅热装置移动加热

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陶瓷结合剂金刚石结块微波烧结技术研究

陶瓷结合剂金刚石结块微波烧结技术研究

作者：王子祥南京理工大学

学位级别：硕士

本文运用微波烧结技术,以陶瓷结合剂金刚石结块为研究对象,采用理论分析、烧结实验、数值仿真相结合的手段,分别对陶瓷结合剂金刚石结块材料组分、结块材料微波等效介电参数、微波烧结工艺等方面进行了研究,研制出具有良好综合性能的陶... 详细信息

本文运用微波烧结技术,以陶瓷结合剂金刚石结块为研究对象,采用理论分析、烧结实验、数值仿真相结合的手段,分别对陶瓷结合剂金刚石结块材料组分、结块材料微波等效介电参数、微波烧结工艺等方面进行了研究,研制出具有良好综合性能的陶瓷结合剂金刚石结块试样。另外,为了探究微波批量烧结技术,针对性设计了批量微波烧结炉并对其进行了温度场特性分析。陶瓷结合剂以SiO-BO-AlO-NaO系为基础体系,选择Mg O作为主要的网络修饰体氧化物,通过添加Zr O对陶瓷结合剂进行改性,发现当Zr O含量为3mol%时,陶瓷结合剂力学性能最佳,抗弯强度可达168MPa。SEM图显示陶瓷结合剂与金刚石磨料结合紧密。研究了球状辅助磨料随机分布及掺杂体积分数对结块材料微波等效介电参数反演结果的影响。结果发现:碳化硅辅助磨料的随机分布对其微波等效介电参数基本无影响;随着掺杂体积分数的增大,结块材料相对介电常数实部与虚部绝对值都有所增大。确定了陶瓷结合剂金刚石结块微波等效介电参数,其相对介电常数实部为5.15,相对介电常数虚部为-0.17。确定了烧结位置高度H=240mm,该位置既可以实现结块试样的快速温升,同时也能够保证试样各部分温度分布较均匀。确定了最佳烧结工艺,当烧结温度为700℃,保温时间为10min,陶瓷结合剂金刚石结块试样力学性能最佳,其中气孔率约21%、抗弯强度最高达90MPa、平均硬度达95HRB。SEM图显示,陶瓷结合剂实现了对金刚石磨料良好的润湿包覆效果,将独立的金刚石磨料相互连接成一个整体且两者结合紧密。确定了最佳造孔剂含量,当造孔剂添加量为10vol%,结块试样气孔率可达30vol%左右、平均抗弯强度为60MPa、平均硬度为85HRB,此时结块试样既能保持合适的气孔率,同时还具有较好的力学性能。设计了批量专用微波烧结炉,谐振腔尺寸为1400mm×800mm×800mm,馈口个数为9个,x方向距离350mm,y方向距离180mm,最大设计功率9000W。采用移动加热方式结块试样的时变电场使其各部分吸收能量更加均衡,有利于提高加热均匀性,温度均匀性较静态加热提升16%。确定了试样移动距离为183mm,该移动距离下可以保持高温升速度同时温度分布较均匀。

关键词：陶瓷结合剂金刚石结块微波等效介电参数批量微波烧结移动加热

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超硬刀具材料批量化微波烧结关键技术研究

超硬刀具材料批量化微波烧结关键技术研究

作者：郑立辉南京理工大学

学位级别：硕士

本文基于微波烧结技术,针对批量微波烧结超硬刀具材料过程中的升温过程不稳定和温度场分布不均匀的技术瓶颈,以AlO基陶瓷刀具为对象,研究超硬刀具材料批量化微波烧结的关键技术。论文研究了微波烧结AlO基陶瓷刀具材料的升温特性,分别研... 详细信息

本文基于微波烧结技术,针对批量微波烧结超硬刀具材料过程中的升温过程不稳定和温度场分布不均匀的技术瓶颈,以AlO基陶瓷刀具为对象,研究超硬刀具材料批量化微波烧结的关键技术。论文研究了微波烧结AlO基陶瓷刀具材料的升温特性,分别研究了材料的介电参数、导热系数、微波功率、微波频率对刀具材料升温特性的影响规律,并仿真模拟了辅热材料用量及成分配比对AlO基刀具材料温度均匀性的影响。进行了AlO基陶瓷刀具批量微波烧结设备的结构设计,确定了谐振腔的三维尺寸和馈口分布位置。在此基础上,针对性设计了批量微波烧结刀具材料的辅热装置,研究了埋粉助热、承烧板助热、承烧板小单元助热三种辅热装置对AlO基刀具材料加热效果的影响,确定了最佳的辅热装置结构参数。为了提高批量烧结刀具试样的温度均匀性,提出了移动加热方式,研究了刀具试样移动距离和移动周期对刀具试样温度均匀性的影响,确定了最佳移动方式。仿真研究了AlO基陶瓷刀具的升温特性,发现增大试样的ε’,腔体内电场分布基本不发生变化,刀具试样所处位置的电场强度随ε’增大而略微降低;刀具试样的平均温升及温差随着ε’的增大而减小;改变ε’,腔内及试样电场未发生较大改变;试样升温速率及温差随ε’的增大而增大;相同能量输入条件下,增大微波功率,试样平均温度不随功率增加而增大;增大导热系数能明显降低试样温差;微波频率变化会引起刀具试样升温速率产生巨大变化。在批量烧结50件刀具材料条件下,通过COMSOL仿真,确定了批量微波烧结设备的三维尺寸为650mm×400mm×420mm,采用6馈口布局,馈口x方向间距为130mm,馈口y方向到腔壁之间的距离为130mm,波导采用BJ26型波导,两两正交布置。仿真研究AlO基刀具试样批量微波烧结辅热装置,发现Si C埋粉助热时,Si C粉用量为678g时,AlO基刀具试样的升温速率最高,最终达到的温度也最高;采用Si C承烧板助热时,承烧板厚度为4mm时微波加热效率最高且温度均匀性较好;采用Si C承烧板小单元助热时,当承烧板三维尺寸为218mm×114mm×8mm,小单元尺寸为41mm×9mm×6mm,刀具试样升温速率最高,温度均匀性最好;材料参数温变条件下确定最佳助热形式为Si C承烧板助热,优化后承烧板圆角直径为50mm。研究了移动加热对刀具试样温度均匀性的影响,移动加热较静止加热刀具温度均匀性可提高17.5%;当刀具试样的最大移动距离为76.25mm,移动周期为15s,刀具试样升温速率为109.9℃/min,温度不均匀系数为0.0093,升温速率较高,温度均匀性最好。

关键词：批量微波烧结辅热装置数值计算移动加热