【正文】 9。測(cè)試面的X方向(m)39。)。surf(xaa,zaa,Edda1)axis([ 1 1 0 350])title(39。)。zlabel(39。測(cè)試面的Z方向(m)39。)。xlabel(39。一根熱元件的直射照度(疊加)39。subplot(2,2,1)。zaa=za1(mm:nn,:)。nn=max(I)。[I,J]=find(Edd2)。 end Edd2= 10*Edd2。for i=1:50 for k=1:201 for j=1:201Edd3(j,50i+k)=Edd(j,k)。 end end Edd2= Edd2+Edd1。Edd2=zeros(201,301)。 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(cè)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(cè)試面上的循環(huán)步長(zhǎng)[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(cè)試屏與XOZ平面的距離 M=*7^4。 %輸入熱源柱體的半徑LL=。y0=。)。zlabel(39。測(cè)試面的Z方向(m)39。)。xlabel(39。微元環(huán)對(duì)測(cè)試面的直射照度39。)。zlabel(39。測(cè)試面的Z方向(m)39。)。xlabel(39。微元環(huán)對(duì)測(cè)試面的直射照度39。)。zlabel(39。測(cè)試面的Z方向(m)39。)。xlabel(39。微元環(huán)對(duì)測(cè)試面的直射照度39。)。zlabel(39。測(cè)試面的Z方向(m)39。)。xlabel(39。微元環(huán)對(duì)測(cè)試面的直射照度39。figure(1)。zaa=za(mm:nn,:)。nn=max(I)。[I,J]=find(Edd)。 else Ed(i)=0。 if(abs((z1.*(hy0cos(p).*r))./y1)=D/2) %保證輻射元件發(fā)出的輻射直接照到測(cè)試面上 d=sqrt(y1.^2+z1.^2+x^2)。 y1=yy0cos(p).*r。k=asin(z/R)。 a0=atan((zz0)/(yy0))。z=za(i)。%拋物面的深度% syms gg y1 z1 d y p f。%輸入測(cè)試點(diǎn)的坐標(biāo)D=。bc=。zs=1。 %輸入熱元件之長(zhǎng)的一半%輸入上下限xs=1。z0=0。%輸入微元環(huán)的寬度 R=12。r=。)grid on 微元環(huán)的直照度程序Edb=zeros(201,201)。)text(428,39。)text(302,39。line(mm,nn)text(428,39。line(m,n)mm=[Tmax,Tmax]。m=[300,700]。 break endendTmax=T(x)。axis([300 700 ])zd=max(EE)。相對(duì)匹配度P39。)。xlabel(39。匹配度曲線39。k39。bx39。endEE=E。 E(j)=E(j)+EQ。EQ1=(((((lmx.^5).*c1)./(exp((lmx.*T(j)).\c2)1))).*(lmx.*(y(i+1)y(i))./(x(i+1)x(i))+y(i)(y(i+1)y(i))*x(i)/(x(i+1)x(i))))。 E(j)=0。c2=*10^(2)。y=yy./100。 yy=[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]。hold off。)。ylabel(39。λ/um39。)。title(39。)。 hold on plot([0:.01:10],Eblambda(i,:),39。 Eblambda(i,j)=c1.*(lambda*10^(6))^(5)./(exp(c2./((lambda*10^(6)).*t))1)*10^(18)。 for lambda = 0:.01:10。%第二輻射常量for i = 1:1:15 t = i*100。%黑體輻射常數(shù)c1 = *10^(16)。)。ylabel(39。波長(zhǎng)λ/m39。)。title(39。d39。 x=xx.*10^(6)。xx =[, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , 10, , 11, , , , , , , , , , , , , ]。 本章小結(jié)本章主要討論了以下三方面：(1) 烘干爐結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)；(2) 烘干爐一些構(gòu)件的選取，例如，選取輻射管功率的大小，輻射管的分組及其布置；還有通風(fēng)裝置的布置等；(3) 遠(yuǎn)紅外參數(shù)的選取。拋物線頂點(diǎn)應(yīng)取在坐標(biāo)的原點(diǎn)上，其焦距在距頂點(diǎn)處。 爐溫控制一般烘干爐都是控制爐溫 以代表工件的溫度 ，而遠(yuǎn)紅外線輻射則應(yīng)控制輻射器溫度 ，用熱電偶測(cè)出爐膛各處的溫度。有些烘爐的溫度可以達(dá)到50~60度以上，這樣經(jīng)爐殼散失的熱量將占總功率的20%以上。 通風(fēng)控制對(duì)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(lái)的氣體在大于爐膛，以減少能量損失。 熱電偶的布置為了實(shí)現(xiàn)溫度的均勻性，熱電偶作了兩種不同的測(cè)溫。 反射罩的選取由于反射罩要求有較高的反射率，能耐熱、耐腐蝕，并且有良好的機(jī)械強(qiáng)度及經(jīng)濟(jì)性，故采用渡銅的拋光不銹鋼制成，又考慮到拋物線反射罩比平面反射罩效率高30%，于是外型采用拋物線型，反射罩開口：200mm深：100mm 厚：5mm 輻射加熱裝置及輻射器的組合與工藝布置輻射加熱裝置有石英遠(yuǎn)紅外輻射器和不銹鋼反射罩組成。 輻射器單支功率，支數(shù)及其布置設(shè)計(jì)布置52支輻射管，4支輻射管選為一組，共分13組，、型號(hào)取為一致，管徑均取20mm，管長(zhǎng)均為1000mm。（4）距離系數(shù)f1的選定由于輻射距離為400mm，兩側(cè)輻射管中心距為800mm，由《遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)》表219，取距離系數(shù)f1=（5）射角系數(shù)f2的選擇角系數(shù)忽略不計(jì)。 遠(yuǎn)紅外參數(shù)（1）溫度T1的確定由編制的程序得最佳輻射溫度為T1=426K，（2）輻射管的選擇采用石英管作為輻射管，由于強(qiáng)輻射溫度極高，所以遠(yuǎn)紅外涂料不予考慮。，可調(diào)閥門引出爐膛后又豎直排風(fēng)管，自然抽風(fēng)。(4) 車間溫度常年波動(dòng)范圍(5)爐壁采用薄壁結(jié)構(gòu)，取厚度為，外殼采用包裝薄鐵皮，內(nèi)壁采用的薄板，中間填塞礦棉扎，用角鐵做骨架，爐膛外部不可以調(diào)。黏膠帶在爐內(nèi)的烘烤時(shí)間為。圖216 走帶機(jī)構(gòu)的連鎖控制圖 本章小結(jié)本章分別討論了以下五方面的內(nèi)容：(1) 微元環(huán)對(duì)測(cè)試面的直照度和反照度；(2) 單根管對(duì)測(cè)試面的直照度、反照度與總照度；(3) 兩根管對(duì)測(cè)試面的總照度；(4) 匹配度與輻射場(chǎng)的優(yōu)化處理；(5) 輻射器與走帶機(jī)構(gòu)的連鎖控制。同時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，迅速放電。延時(shí)從接通電源開始，而后分，和，兩路對(duì)電容充電。再經(jīng)穩(wěn)壓二極管和電阻穩(wěn)壓后的電壓加在右邊單結(jié)晶體管的觸發(fā)電路上。因此在電路中需要利用時(shí)間繼電器，綜合性能分析，選擇型單結(jié)晶體管電子式時(shí)間繼電器（如圖216）。為此，我們電路中加裝了輻射器與走帶機(jī)構(gòu)的連鎖控制，當(dāng)走帶機(jī)構(gòu)停止時(shí)，加輻射元件即刻停電，由于所選的加熱器的熱慣性小，故其表面溫度下降很快，不至于損壞帶基。即便是能夠直接測(cè)量工件表面的溫度，溫度的測(cè)量與控制也不可能絕對(duì)同步。當(dāng)走帶停止時(shí)，帶基在輻射器的直接照射下，容易產(chǎn)生皺褶損壞帶基?！?，其所對(duì)應(yīng)的方差值為：eee = +005 * Columns 1 through 8 Columns 9 through 13 由此可知隨的增加方差值首先增加而后減小，但是當(dāng)?shù)臅r(shí)候方差最小，故取。在第一章中我們提到，衡量均勻程度的標(biāo)準(zhǔn)為方差值，為此編制了在y和y0變換的時(shí)候計(jì)算各個(gè)方差的程序。這樣輻照不均勻現(xiàn)象消除，避免了局部過(guò)熱而損壞烘干對(duì)象，可以保證烘干質(zhì)量和效率，此時(shí)的輻照度分布如圖215。在圖213與圖214右上角圖中相比較，在核心區(qū)域均勻度增加了。從上圖可以看出，疊加后不均現(xiàn)象仍然存在，且在熱管的軸線方向不均加劇了，由蘭貝特定律可知，直照度在邊沿中的貢獻(xiàn)大不好，從這里也可看出，測(cè)試面上的能量最好是通過(guò)反射罩獲得，當(dāng)然要在一定的條件下，這樣不但可以減少能量的損失而且還增加了均勻性，至于垂直軸線方向的情況，要通過(guò)多根熱管來(lái)削弱，必須保證不產(chǎn)生射差問題。下圖就是在溫度取700K，r=，圓環(huán)的圓周上以為步長(zhǎng)，圓環(huán)的圓心為(0，0)，拋物線的開口為200mm，深為100mm，測(cè)試面上以邊長(zhǎng)2m 的正方形中求一個(gè)熱管對(duì)各點(diǎn)的輻射照度。解決不均的現(xiàn)象就是我們的優(yōu)化設(shè)計(jì)的問題。在右上圖中可知，在軸線方向，輻射均勻，有條紋就體現(xiàn)了不均，特別在中間也就是熱管的正對(duì)面，有一小塊能量很高，這會(huì)產(chǎn)生不良的結(jié)果，實(shí)際上這就是我們所說(shuō)的“射差問題”，后邊將給與一定的討論。疊加100次得到如下圖形(如圖213)。從圖中可以看出，輻射量的分布正好與微元直照度相反，中間低兩邊高，這樣對(duì)于他們的疊加后均勻度有好處，至少在邊沿處可以使能量分布較均勻，而且也可以看出盡管我們?cè)跍y(cè)試面上取了較大的范圍，但在熱管軸線方向能量是比較集中的，這跟圓環(huán)的圓心坐標(biāo)有關(guān)，在后邊我們將給予說(shuō)明；在左下圖中，我們可以看出均勻度不好，尤其是在中間，能量時(shí)高時(shí)低交替變換，微圓環(huán)的疊加可以消除一些不均的現(xiàn)象，在后邊我們將疊加并作出圖形給予討論；在右上圖中，很明顯表現(xiàn)出各處能量的不均勻現(xiàn)象；右下角是微圓環(huán)反射照度的三維圖形。在這里我們暫取選取700。和是測(cè)試面上的一點(diǎn)以拋物線切線為對(duì)稱軸的對(duì)稱點(diǎn)。在直照度計(jì)算中已經(jīng)推導(dǎo)出一點(diǎn)對(duì)測(cè)試面上的輻射照度，再反照度里其表達(dá)式為：式中表示一點(diǎn)對(duì)一點(diǎn)的輻照度。圖210 反射輻照度圖211 鏡像輻射面設(shè)表面反照度的方程為：輻射元件的表面方程為：式中為輻射元件的半徑。如圖210所示，首先，由于紅外線輻射遵守光的反射原理，我們可以將測(cè)試面上點(diǎn)處的以切平面為鏡像到，這樣在微元處就相當(dāng)于Pt點(diǎn)直接照射到處，因而處的輻照度就可以用直照度的公式了。對(duì)于給定的測(cè)試面上的點(diǎn)，利用函數(shù)關(guān)系式可以求出，因而就可以計(jì)算出輻射元件的反射輻照度。由于紅外線輻射線的反射也滿足光的反射原理，所以有式中是沿發(fā)射的紅外輻射線照到反射罩上點(diǎn)處反射罩表面的單位法矢量。由輻照度定義可知，點(diǎn)處沿經(jīng)反射罩反射照到處的反射輻照度為： （27）式中：， ，為向量a與輻射元件表面處法線所成的角。 反照度的數(shù)學(xué)推導(dǎo)如圖29所示，任取輻射元件表面上某點(diǎn)，設(shè)有一束射線沿方向發(fā)射，經(jīng)反射罩反射后沿方向照射到測(cè)試面上某點(diǎn)，假設(shè)由點(diǎn)沿以立體角發(fā)射的射線經(jīng)反射罩反射后照射到測(cè)試面點(diǎn)附近微元上，則由輻射定律和蘭貝特定律可知，由處微元沿照射到上的輻射功率為：圖29 反射輻照度模型式中表示點(diǎn)處的定向輻射強(qiáng)度，為輻射元件表面處外法線與向量a所成的夾角。他們的誤差也可以忽略不計(jì)，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中從方向來(lái)說(shuō)，利用1范圍內(nèi)，也就是說(shuō)邊沿地區(qū)不是利用的主要區(qū)。圖27 微元環(huán)的直照度從上圖可以看出，輻射能量大部分是集中在中心區(qū)域；在方向受到拋物線開口的限制，測(cè)試面上的輻射只能在約(，)范圍內(nèi)有效；在方向離中心較遠(yuǎn)處輻射能量約為0(~)，遠(yuǎn)大于邊沿地區(qū)，這樣說(shuō)來(lái)兩個(gè)相隔一定距離的微元環(huán)就影響很小，最后將全部的微元環(huán)進(jìn)行疊加，就是一根輻射元件對(duì)測(cè)試面的直輻照度如下頁(yè)圖28所示。由最佳匹配度吸收原則可知，測(cè)試面上的最佳溫度為426，因而我們?cè)O(shè)計(jì)的輻射器溫度應(yīng)在400—450，在這里我們暫取選取700。(如圖26)由假設(shè)可知，定向輻射強(qiáng)度是一常數(shù)，其大小為：L=M/，是輻射元件表面的輻射強(qiáng)度，因而（25）式為： （26）對(duì)此式進(jìn)行微元環(huán)上積分，就得到一個(gè)微元環(huán)對(duì)點(diǎn)處的直輻照度，因而有： （27）式中表示一個(gè)微元環(huán)的直輻照度。因此我們將熱源件表面先分割成多個(gè)小微元環(huán)，在將一個(gè)環(huán)分割成一些小微元面，可將近似看作一個(gè)點(diǎn)輻射源，計(jì)算出對(duì)點(diǎn)的輻照度，然后對(duì)整個(gè)圓環(huán)進(jìn)行積分，最后將全部的微元環(huán)進(jìn)行疊加，這樣就得到了整個(gè)測(cè)試面上的輻照度，當(dāng)然點(diǎn)的輻照度也就知道了。 紅外線加熱器的輻照度計(jì)算從簡(jiǎn)易模型可知，照射到測(cè)試面上某點(diǎn)的紅外線來(lái)自兩個(gè)部分：一部分是由輻射元件發(fā)出直接照射到點(diǎn)；另一部分是由輻射元件發(fā)出經(jīng)反射罩反射后照射到點(diǎn)，因此照射到點(diǎn)的輻照度(記為)是由輻射元件發(fā)出直接照射到點(diǎn)