全氢罩式炉退火过程离线模拟系统设计及其主要算法的研究

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1、AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheoff-linesimulationsystemdesignandmainalgorithmresearchforHighPerformanceHydrogenBell-typeAnnealersCandidate:WangLuluMajor:EngineeringThermodynamicsSupervisor:Prof.HuangSuyiProf.JinShiping

2、HuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaDecember,2011独创性声明本人声明所呈交学位论文是我个人在导师指导下进行研究工作及取得研究成果。尽我所知，除文中已标明引用内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过研究成果。对本文研究做出贡献个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文复

3、印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□，在10年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日华中科技大学硕士学位论文摘要本文以全氢罩式炉退火过程为主要研究对象，通过对全氢罩式炉结构以及热工过程详细介绍，在建立了全氢罩式炉整个退火过程各个研究模块详细传热与流动数学模型基础上，分析研究了全氢罩式炉退火工艺制定离线预测系统框架搭建及逻辑结构，并根据用户需求设计

4、了人机交互界面。在系统模块开发中钢卷温度场离散计算以及温度场可视化是系统核心或难点，本文针对以上两个模块做了深入细致论述。全氢罩式炉参与传热主要部件以及结构包括加热罩、炉气、内罩、氢气以及钢卷；退火过程依次包括加热阶段、均热阶段、辐射冷却阶段、空气冷却阶段以及喷淋冷却阶段。其中炉气温度作为系统计算起点根据燃烧空间能量平衡以及上一步长其他变参数求解，之后系统依次向内算至钢卷，向外算至加热罩以及冷却罩。钢卷作为计算终点，采用第三类边界条件考虑钢卷与氢气对流换热以及钢卷与内罩辐射换热。依据二维柱坐标下非稳态温度场算法，迭代得出本步温度场后判断并存储，参与下

5、一步计算。等值线计算采用离散点插值追踪扫描方法遍历所有等值点并采用相同规则完成所有等值线绘制。关键词：全氢罩式炉，数学模型，退火工艺，逻辑结构，温度场算法，等值线，插值追踪扫描I华中科技大学硕士学位论文AbstractInthispaper,thewholeprocessofhydrogenbell-typeannealingfurnaceforthemainobjectofstudy,throughthewholestructureofthehydrogenbell-typefurnacesandthermalprocessdetailedinth

6、eestablishmentofafullhydrogenbell-typeannealingfurnaceallthedetailedstudyofheattransfermoduleandflowmathematicalmodel,basedontheanalysisofthefullhydrogenbell-typebatchannealingprocesstodevelopaframeworktobuildoff-lineforecastingsystemandlogicalstructure,anddesignedaccordingtous

7、erneedsinteractiveinterface.Thedevelopmentofthesystemmodulediscretetemperaturefieldcalculationandcoiltemperaturefieldvisualizationisthecoresystemordifficulties,thispaper,thesetwomodulestodoathoroughanddetaileddiscussion.Fullhydrogenbell-typefurnacesinheattransferandstructuralco

8、mponents,includingthemainheatinghood,gasstove,insideco