【正文】 subplot(2,2,1)surf(xaa,zaa,Edda)axis([ 1 1 0 ])title(39。Edda=Edd(mm:nn,:)。xaa=xa(mm:nn,:)。mm=min(I)。 endendEdd=reshape(Ed,(zszx)/bc+1,(xsxx)/bc+1)。Ed(i)=sum((((y1.*cos(p)+z1.*sin(p)).*(y1.*cos(k)+z1.*sin(k))).*M*r**LL/pi)./d.^4)。 z1=zz0sin(p).*r。 %輸入測試面該點(diǎn)法向向量與y軸的夾角 p=(a0a1)::(a0+a1)。a1=acos(r/sqrt((zz0)^2+(yy0)^2))。y=(R+)sqrt(R^2z^2)。for i=1:((xsxx)/bc+1)*((zszx)/bc+1) x=xa(i)。%拋物線的開口h=。%輸入測試面上的循環(huán)步長[xa,za]=meshgrid(xx:bc:xs,zx:bc:zs)。zx=1。xx=1。 %輸入熱源柱體的圓心坐標(biāo)L=。 %輸入測試屏與XOZ平面的距離 M=*7^4。 %輸入熱源柱體的半徑LL=。y0=。max39。39。426K39。nn=[,]。n=[EEmax,EEmax]。EEmax=EE(x)。for i=1:401 if(EE(i)==zd) x=i。)。ylabel(39?？酒岜砻鏈囟萒(K)39。)。)title(39。,T,EE,39。plot(T,E,39。endE(j)=E(j)/(*(T(j)/100)^4)。 EQ=sum(EQ1.*(*10^(6)))。for i=1:46 lmx=x(i):*10^6:x(i+1)。for j=1:401 T(j)=300+1*(j1)。%吸收率K(%)c1=*10^(16)。 x=xx.*10^(6)。 最優(yōu)匹配度曲線程序xx=[, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , 10, , 11, , , , , , , , , , , , , ]。grid on 。Ebλ(W/m^3)39。)。xlabel(39。普朗克定律39。end%繪制普朗克定律曲線圖axis([0 10 0 max(Eblambda(:))])。b39。%普朗克定律 end Eblambda(i,1) = 0。%光譜輻射力的波長 j=j+1。%光譜輻射溫度 j = 0。%第一輻射常量c2 = *10^(2)。grid on 黑體光譜輻射程序sigma = *10^(8)。吸收率K(%)39。)。xlabel(39。二甲苯的吸收光譜曲線39。)。plot(x,y,39。 y =[8, 6, 70, 60, 70, 7, 12, 4, 0, 9, 2, 7, 2, 10, 57, 20, 30, 70, 60, 70, 30, 40, 10, 5, 24, 8, 20, 9, 28, 10, 39, 10, 13, 5, 22, 10, 28, 5, 10, 50, 30, 85, 51, 79, 50, 74, 30]。第4章 程序部分 光譜曲線程序：說明：。由于輻射器不是單一的點(diǎn)光源，為了獲得較多的平行光，由于輻射器的溫度為426K，宜用表面光潔的鋁板，其表面越光潔，反射率越高。用位式控制儀控制溫度 反射裝置設(shè)計(jì)為了獲得管狀熱管的輻射線，采用拋物面型的反射罩。為提高加熱效率，盡量減少爐體熱損失設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的以下幾點(diǎn)：（1）按定向集中的原則設(shè)計(jì)，盡量避免由爐內(nèi)壁向外散熱；（2）加強(qiáng)爐壁的反射；（3）提高爐墻的熱阻，減輕爐墻的自重，采用高溫絕熱材料保溫，主要原因是價(jià)格便宜，重量輕；（4）烘干爐的鐵板外殼導(dǎo)熱快，散熱好，因降低烘干爐外表面的溫度；（5）盡量減少爐體尺寸和總重，以減少自身蓄熱和散熱面積。 爐體保溫遠(yuǎn)紅外線輻射加熱雖以輻射加熱為主，但對爐的保溫隔熱也很重要。其一是爐膛空間的溫度（左右各兩支），其二是輻射對于烘干爐，當(dāng)可燃?xì)怏w集中揮發(fā)時(shí)，必須迅速用風(fēng)機(jī)抽出氣體以保證安全，抽出氣體進(jìn)入催化燃燒裝置，從催化裝置出來的氣體再送入爐膛，以減少能量損失。如果加熱爐工件表面的輻照強(qiáng)度處處相等，則加熱質(zhì)量不難保證，根據(jù)輻照度的均勻性主要決定于爐內(nèi)輻射器的組合方式和工藝。 各個(gè)輻射管的表面負(fù)荷根據(jù)輻射管在爐膛不同高度上的達(dá)到327C，查圖213，由曲線1得出表面負(fù)荷為. 輻射管的單支功率 總支數(shù)和總功率的驗(yàn)算52=150（kw） 烘干爐其他設(shè)計(jì) 輻射涂料的選取由于本課題采用強(qiáng)輻射而忽略對流因素，故溫度要求較高，而以烘烤汽車為例，經(jīng)選擇優(yōu)化，需要熱慣性小，減少升溫時(shí)間和防止停車后產(chǎn)生的烘焦問題，最后采取石英管作為輻射管，而涂料不記。(6) 勻度系數(shù)f3的估算由于強(qiáng)輻射要求有非常均勻的溫度場，爐內(nèi)輻照度近似均勻一致f3≈（7）滿度系數(shù)f4的估算滿度系數(shù)在普通的箱式烘爐中，工件白的很密，一般取經(jīng)驗(yàn)公式f4=（8）介質(zhì)動(dòng)態(tài)系數(shù)f5的選定～1之間。（3）被加熱物的最佳烘干溫度由《遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)》表217查知絕緣漆的最佳加熱溫度為150—170 C，選取T2=160 C。(7) 測溫在爐體上每隔一定的距離開有測溫孔，插入熱電偶，油控溫儀表自動(dòng)進(jìn)行控制。無爐門(6)通風(fēng)爐體頂部開有送風(fēng)口。烘烤面積為(2)烘干爐的生產(chǎn)效率按照烘烤表面積(3)拱形的類型及有關(guān)參數(shù) 烘爐類型為箱式烘爐，一端有門，受熱車體沿著一定的坡度固定在EF的鐵板上，關(guān)上爐門進(jìn)行烘干。第3章 烘干爐設(shè)計(jì)方案 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)(1)工藝流程及技術(shù)要求自裝配線來——加熱——揮發(fā)——固化——下線黏膠帶的寬度不妨為，黏膠帶的行走速度為。斷開電源，繼電器線圈斷電，恢復(fù)原狀。一路阻值小，進(jìn)行快速預(yù)充電，一路在預(yù)充電的基礎(chǔ)上充到上電壓上升到等于單結(jié)晶體管的峰點(diǎn)電壓時(shí)，單結(jié)晶體管導(dǎo)通，向放電，在上形成一個(gè)脈沖電壓，觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，繼電器線圈通電，斷開動(dòng)斷觸電，氖指示燈起燃，延時(shí)結(jié)束。也是濾波電容。電路左邊部分是電源，經(jīng)整流和濾波后的電壓加在晶閘管和繼電器線圈串聯(lián)的電路上。當(dāng)走帶開始后，加熱器才通電，從而確保帶基不被考壞。由于帶基對溫度的極端敏感性，所以保護(hù)帶基不能依靠溫度的調(diào)節(jié)。由于溫感元件測量的是爐內(nèi)的溫度，其溫度的升高必然會(huì)滯后于帶基。 輻射器與走帶機(jī)構(gòu)的連鎖控制軟基涂層的最大工藝難度是基底耐溫能力差。—，其所對應(yīng)的方差值為：eee =+005 * 由此可知隨著y的增加方差逐漸減小，方差越小越均勻，可取。圖215 兩根管疊加的總輻照度 優(yōu)化設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是在理想狀況下設(shè)計(jì)，然而，理想情況幾乎達(dá)不到，但是為了保證烘干質(zhì)量和效率，我們需要找出在現(xiàn)有條件所能達(dá)到的最優(yōu)值，也即使輻射熱損失降低到所能滿足的最小值，使到達(dá)測試面的能量盡可能均勻。 兩根管的疊加當(dāng)輻射元件及相鄰兩個(gè)反射罩的位置參數(shù)取得一個(gè)理想值時(shí)可使測試屏上獲得的總輻照度足夠均勻，而且其所獲得的輻照度來自兩根輻射管，不受第三根管的影響，也即第三根管的輻射能根本到達(dá)不了測試屏。圖214 單根熱管的總輻照度以上圖中的情況為例，可能會(huì)產(chǎn)生射差問題也可能不會(huì)，就看在所照的對象傳熱程度，熱在高輻射區(qū)熱量很快傳開這就不會(huì)產(chǎn)生射差問題，如果傳熱速率很慢，射差問題就可能產(chǎn)生。在下圖中也分別從平行于熱元件的軸線方向和垂直于軸線方向描繪出微元環(huán)的反射輻照度，其次給出了從頂端看的等輻射線。圖213 單根熱管的反照度為了更好的解決測試面上不均的問題，下面我們將直照度和反射照度進(jìn)行疊加，從疊加的結(jié)果來分析解決的方法(如圖214)。右下圖是單根熱管反射照度疊加后的三維圖形。圖中顯示，在測試面上熱管軸線方向的輻射是比較均勻的，且能量主要集中在中心區(qū)域，由于拋物線反射罩具有聚集能量的特點(diǎn)，所以與直照度相比，經(jīng)過反射的能量時(shí)較集中，這樣能量損失也就較小(因?yàn)槲覀冎焕煤诵膮^(qū)域，邊沿不考慮)，換句話說，在一定條件下，充分的利用反射罩對我們的輻射設(shè)計(jì)是有好處的；在垂直熱管軸線方向，仍然不均的現(xiàn)象，從直照度的圖中大約可知，疊加后可以消弱不均的現(xiàn)象但不能消除。圖212 微元環(huán)的反射照度在這里我們也將上圖中的微圓環(huán)進(jìn)行疊加。圓環(huán)的圓周上以為步長，圓環(huán)的圓心為(0，0)，拋物線的開口為200，深為100，測試面上以邊長2的正方形中求一個(gè)熱元環(huán)對各點(diǎn)的反射輻照度(如圖212)。計(jì)算出微圓環(huán)對測試面的反射輻照度后，把所有的圓環(huán)疊加后就得到一根輻射元件的反射輻照度。由我們的假設(shè)，上式可以簡化為： 式中：，，或?yàn)闇y試面點(diǎn)處的法線與軸夾角。在給定一個(gè)值時(shí)，就是已知的，為，為，這樣每照射到點(diǎn)就對應(yīng)著一個(gè)， 由可以得到以下關(guān)系式：式中為一常數(shù)；從以上三個(gè)關(guān)系式，給一個(gè)點(diǎn)，就可以聯(lián)立解出一個(gè)點(diǎn)。對于給定一個(gè)角時(shí)，在這一點(diǎn)所能照射到的拋物面范圍最終能得到一個(gè)鏡像曲面，如圖211所示，這個(gè)曲面上的任意一點(diǎn)都對應(yīng)著測試面上一點(diǎn)，且由圖可以看出由一點(diǎn)發(fā)出的射線不能相交可知，它們之間是一一對應(yīng)的關(guān)系。 基于直照度上的反照度幾何模型由上面反照度的數(shù)學(xué)推導(dǎo)可知，表達(dá)是比較繁瑣，這給計(jì)算機(jī)編制程序帶來了一定的困難，因而我們基于直照度的表達(dá)式來建立反射照度的幾何模型。由上式我們可以解得：根據(jù)反射罩表面的柱面方程，對已知的可以求出點(diǎn)，利用其他的關(guān)系式求出，再由測試面方程求出點(diǎn)，這樣我們就可以得到，及關(guān)于的函數(shù)關(guān)系式。對上式進(jìn)行積分，即得到由加熱管發(fā)射經(jīng)反射罩反射照到點(diǎn)處的反射輻照度，即： （28）式中是輻射元件表面反射罩反射可看見點(diǎn)的區(qū)域。同樣，由我們的假設(shè)上式可以寫成：，式中是輻射元件表面的輻射強(qiáng)度。因此在做微元環(huán)對測試面的輻照度時(shí)，僅考慮正對面的1的長形區(qū)域就滿足了。圖28 單根熱元件的直輻照度正如分析所說，疊加的結(jié)果是相當(dāng)令人滿意的。圓環(huán)的圓周上以為步長，圓環(huán)的圓心為(0，0)，拋物線的開口為200，深為100，測試面上以邊長2的正方形中求一個(gè)熱元環(huán)對各點(diǎn)的直輻照度如下頁圖27所示。由我們的假設(shè)，上式可以簡化為：式中：，， 為測試面點(diǎn)處的法線與軸夾角，R為測試屏半徑。 直照度的數(shù)學(xué)推導(dǎo)在輻射元件上任意取一點(diǎn)，在附近取一小微元，則由蘭貝特定律和輻射定律可知，在測試面上點(diǎn)處的直輻照度為：圖26 直照度 （25）式中是輻射元件表面處的定向輻射強(qiáng)度， l是，兩點(diǎn)之間的距離，為處輻射元件表面外法線與所成的夾角，為測試面上點(diǎn)處法線與所成的夾角。管狀輻射元件是一柱面輻射源，柱面的大小與拋物面相比不能看作無限小，因而不能將其看作點(diǎn)光源；由于反射罩的存在，也不能將其看作線輻射源。到這里我們得到了所需的最佳溫度，下面將進(jìn)行測試面上均勻度分析。從而，相對匹配度為： （24）式中表示溫度為的物體的黑體輻射力， 。圖24 二甲苯的吸收光譜曲線對于任意一段折線我們建立這一段的方程： （21）有量子力學(xué)理論得到的普朗克定律： （22）式中：表示光譜輻射力，；表示波長，； 表示黑體的熱力學(xué)溫度，；表示自然對數(shù)的底；表示第一輻射常量，其值為；表示第二輻射常量，其值為。對于二甲苯我們?nèi)?7個(gè)點(diǎn)如下頁表21所示。 符號說明表示拋物面的開口寬度；表示拋物面的深度；表示輻射元件的長度；表示輻射元件的半徑；表示兩輻射元件之間的距離；y0表示輻射元件軸心距拋物面頂點(diǎn)的距離；表示吸收物質(zhì)的波長；表示涂料的光譜吸收率；表示自然對數(shù)的底；表示所吸收的輻射能量；表示光譜輻射力，；表示黑體的熱力學(xué)溫度，；表示溫度為的物體的黑體輻射力；表示輻射元件的直輻照度；表示輻射元件的反射照度；表示一個(gè)微元環(huán)的直輻照度；表示輻射元件上一點(diǎn)到測試面上一點(diǎn)的距離；表示一點(diǎn)對測試面上一點(diǎn)的反射照度。很顯然，用全部拋物面和輻射元件來推導(dǎo)對整個(gè)測試面的輻照度是相當(dāng)復(fù)雜的，因?yàn)檎麄€(gè)反射面不能用一個(gè)具體的函數(shù)來表達(dá)且y和y0的調(diào)節(jié)使得它們不斷變化，因此我們從拋物面群中取出一個(gè)拋物面，再在輻射元件上取一個(gè)微元環(huán)，建立微元環(huán)對測試面輻射的幾何模型，最后進(jìn)行疊加就可以了。本論文中取，測試面垂直軸且到坐標(biāo)平面距離為，測試面上的涂料為二甲苯溶劑。第2章 輻照度 問題重述及討論如圖21所示，計(jì)算管狀輻射元件安置在拋物面型反射罩中對測試面上任意一點(diǎn)的輻照度，其中拋物面開口寬度為，深度為，管狀輻射元件長為，測試面為曲面，半徑為R，輻射元件半徑為（如圖22）。由于輻射作用，爐內(nèi)熱風(fēng)產(chǎn)生循環(huán)，冷空氣產(chǎn)生逆流，其煙氣在爐內(nèi)停留時(shí)間增加，產(chǎn)生二次燃燒，排煙溫度降低，熱損失減少，從而提高了熱效率。 (3)由于爐堂內(nèi)壁涂了遠(yuǎn)紅外涂料后，涂層表面溫度顯著增加，但它本身的吸收熱量很少，只有耐火磚的1/10，大部分熱量被它輻射回來，使?fàn)t內(nèi)溫度明顯提高。(2)高溫遠(yuǎn)紅外涂料由強(qiáng)輻射材料組成，高溫下輻射遠(yuǎn)紅外波，這些紅外波的穿透能力極強(qiáng)，能穿透被加熱物體和燃料本身，使被加熱物體里外層同時(shí)受熱。隨著溫度的升高，爐內(nèi)表面熱輻射能力即以四次方的數(shù)值躍增，從而使?fàn)t堂內(nèi)的熱效率顯著提高，達(dá)到節(jié)能的目的。當(dāng)爐窯耐火磚內(nèi)表面涂上該涂料后，該涂料涂層與原耐火磚相比，～，這時(shí)爐內(nèi)表面吸熱量大大增加。其節(jié)能機(jī)理簡單地說有如下三點(diǎn)： (1)熱傳遞的基本方式，即傳導(dǎo)、對流、輻射。由于本部分