您的位置: turnitin查重官网> 工程 >> 工业设计 >阐述有限元基于虚拟仪器结晶器温度场可视化系统

阐述有限元基于虚拟仪器结晶器温度场可视化系统

收藏本文 2024-03-25 点赞:7150 浏览:21990 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:漏钢是连铸生产历程中最严重的事故之一。通过安装在结晶器铜板上的热电偶可以检测结晶器铜板的温度,以而实现对结晶器的温度监控,并对漏钢进行预报。这种系统有着其固有的缺点,它仅依据热电偶测量值进行漏钢预报,而没有考虑到整个结晶器的温度分布情况,以而影响了漏钢预报效果。结晶器是连铸生产中最重要的设备之一,铸坯质量与结晶器的传热及温度场有直接联系。在保证生产安全的前提下,为了提升铸坯质量,就必须对结晶器温度场进行深入地探讨。本论文以板坯连铸机结晶器作为探讨对象,通过浅析结晶器铜板的传热原理,建立结晶器温度场数学模型,用虚拟仪器工具LabVIEW和有限元浅析软件ANSYS开发结晶器温度场可视化系统,该系统实现了现场温度数据的实时采集与ANSYS温度场实时数值计算相结合,为漏钢预报系统提供更为有效的辅助判断手段。本论文主要包括结晶器温度场数学模型重建、虚拟仪器数据采集系统设计、结晶器温度场的有限元求解、温度场可视化系统设计及系统运转结果与浅析五个部分。第一部分,通过浅析结晶器铜板的传热原理,建立了结晶器温度场热传导模型,并确定了初始条件和边界条件以及铸坯的物性参数。第二部分,数据采集系统的设计主要包括LabVIEW数据采集、数据存储和写APDL文件三部分。在这个部分中,数据采集模块负责采集结晶器铜板内热电偶温度数据,而数据存储模块则对数据采集模块采集到的数据进行存储,同时LabVIEW把采集到的热电偶温度数据以变量的形式写入到APDL文件中。第三部分,结晶器温度场的有限元求解,这部分主要介绍了结晶器温度场的求解策略,并把采集到的热电偶数据和初始条件及边界条件作为载荷加载到结晶器温度场数学模型中进行有限元浅析。第四部分,结晶器温度场可视化系统设计,根据温度场模型的有限元求解结果,利用软件工具LabVIEW实现结晶器温度场可视化。第五部分,对不同拉速下的结晶器内部温度场进行浅析,得出在不同拉速下结晶器内部温度场的分布规律。结晶器温度场可视化系统弥补了漏钢预报系统的不足。同时,为操作者提供了一种更直观的观察结晶器运转情况的策略。以而能够更好的了解结晶器内部的情况,可以更有效地制约连铸生产。关键词:结晶器论文温度场论文虚拟仪器论文有限元论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    1 绪论10-16

    1.1 运用背景及探讨作用10-13

    1.1.1 国内外连铸进展概述10-11

    1.1.2 漏钢预报11-12

    1.1.3 课题探讨目的及作用12-13

    1.2 论文中的主要工作及革新点13-14

    1.3 论文组织结构14-16

    2 结晶器温度场数学模型16-26

    2.1 钢水在结晶器内的凝固与传热16-17

    2.1.1 钢水在结晶器内的凝固历程16-17

    2.1.2 结晶器内的传热历程17

    2.2 结晶器内传热模型的建立17-19

    2.3 结晶器传热量的计算19-20

    2.3.1 铸坯液芯与坯壳之间的传热19

    2.3.2 坯壳与结晶器之间的传热19-20

    2.3.3 结晶器壁与冷却水之间的传热20

    2.4 结晶器冷却强度与铸坯坯壳厚度的联系20-21

    2.5 数学模型描述21-22

    2.6 初始条件及边界条件的确定22-24

    2.6.1 初始条件22

    2.6.2 边界条件22-24

    2.7 物性参数的确定24-26

    2.7.1 比热容和导热系数的确定24

    2.7.2 凝固潜热的等效24

    2.7.3 固、液相温度线的确定24-26

    3 虚拟仪器数据采集系统设计26-42

    3.1 数据采集系统的构成26-29

    3.1.1 数据采集系统的硬件26-29

    3.1.2 数据采集系统的软件29

    3.2 LabVIEW 数据采集29-33

    3.2.1 创建 NI-DAQmx 任务29-31

    3.2.2 在 LabVIEW 中引用 NI-DAQmx 任务并生成代码31-32

    3.2.3 在 LabVIEW 中利用 NI-DAQmx 任务32-33

    3.3 数据存储33-40

    3.3.1 创建 Access 数据库34-35

    3.3.2 建立数据源35-36

    3.3.3 数据库访问工具包 LabSQL36-37

    3.3.4 通过 LabVIEW 访问数据库37-40

    3.4 LabVIEW 写 APDL 文件40-42

    4 结晶器温度场有限元求解42-59

    4.1 ANSYS 介绍42-44

    4.1.1 ANSYS 程序功能42-43

    4.1.2 ANSYS 程序的工作方式43-44

    4.2 结晶器温度场有限元浅析44-58

    4.2.1 ANSYS 运转环境初始化44-45

    4.2.2 前处理模块45-51

    4.2.3 浅析计算模块51-55

    4.2.4 后处理模块55-58

    4.3 循环求解58-59

    5 结晶器温度场可视化系统设计59-65

    5.1 结晶器温度场可视化界面设计59-62

    5.1.1 温度场实时显示59-60

    5.1.2 热电偶温度显示60

    5.1.3 参数设置和历史数据查询模块60-62

    5.2 接口程序62-65

    5.2.1 利用进程启动 ANSYS 批处理程序63

    5.2.2 LabVIEW 调用 ANSYS 程序63-65

    6 运转结果及其浅析65-70

    6.1 温度场数值计算结果65-66

    6.2 温度场分布规律66-70

    结论70-71

copyright 2003-2024 Copyright©2020 Powered by 网络信息技术有限公司 备案号: 粤2017400971号