基于WORKBENCH低温碳化炉氧含量分布模拟方法技术

基于WORKBENCH低温碳化炉氧含量分布模拟方法，涉及到低温碳化炉设计阶段氧含量分布测试技术领域。解决现有技术在低温碳化炉设计阶段存在的技术难题，包括步骤：S1、采用WORKBENCH软件中CAD软件Design Modeler模块建立低温碳化炉马弗腔体和进出口密封腔体的三维仿真模型；S2、对三维仿真模型进行网格划分；S3、传递到WORKBENCH软件的CFX计算模块，并在CFX计算模块进行参数设置；S4、设置检测点和检测面，并进行仿真运算得到仿真结果，以此作为设计低温碳化炉马弗腔体结构和进出口密封结构的指标；S5、不同参数重复步骤S1至步骤S4，以此确定最优化的炉膛蓄热能力与气流分布设计。可以更好的衡量结构设计，降低设计成本，为低温碳化炉中在设计时提供参考。

【技术实现步骤摘要】
基于WORKBENCH低温碳化炉氧含量分布模拟方法
本专利技术涉及到低温碳化炉设计阶段氧含量分布测试

技术介绍
生产碳纤维生产过程中，低温碳化炉是其关键设备之一，低温碳化炉是相对于高温碳化炉而言，低温范围一般指的是300℃到1000℃，低温碳化炉主要由架体（炉壳）、保温材料、不锈钢马弗、马弗配重装置、加热元件、传感元件、入口氮封、出口冷却水箱、出口氮封、马弗内气体检测装置、高纯氮气管道系统、电器控温等系统组成。其中，不锈钢马弗是低温碳化炉的关键部件，长期工作在300℃到1000℃的高温环境下，受热有较大的变形，由于各处温度不同存在着温差应力和变形，其气密性、寿命、变形、局部应力等极大的影响着低温碳化炉的性能和使用寿命。并且，不锈钢马弗内的温度均匀性，温差的大小，对最终碳纤维的质量和稳定性有着巨大的影响。经讨论和分析，判断造成以上不足的主要原因可能是低温碳化炉的不锈钢马弗的结构、变形、排气口位置和截面积不够及内部的温度均匀性。经过近四十年的发展和研制，虽然我国的碳纤维已经制备出与国外T300水平相近的产品，但是碳纤维的年产量与产品性能还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于WORKBENCH低温碳化炉氧含量分布模拟方法，其特征在于所述方法包括有如下步骤：/nS1、采用WORKBENCH软件中CAD软件Design Modeler模块建立低温碳化炉马弗腔体和进出口密封腔体的三维仿真模型，并对三维仿真模型的几何参数进行设定；/nS2、将步骤S1中建立的碳化炉马弗腔体和进出口密封腔体的三维仿真模型传递到网格划分Mesh模块中，在Mesh模块中采用Sweep方式对三维仿真模型进行网格划分；/nS3、将步骤S2中网格划分完成的三维仿真模型传递到WORKBENCH软件的CFX计算模块，并在CFX计算模块进行参数设置；/nS4、在WORKBENCH软件中的CFX计算模...

【技术特征摘要】
1.基于WORKBENCH低温碳化炉氧含量分布模拟方法，其特征在于所述方法包括有如下步骤：
S1、采用WORKBENCH软件中CAD软件DesignModeler模块建立低温碳化炉马弗腔体和进出口密封腔体的三维仿真模型，并对三维仿真模型的几何参数进行设定；
S2、将步骤S1中建立的碳化炉马弗腔体和进出口密封腔体的三维仿真模型传递到网格划分Mesh模块中，在Mesh模块中采用Sweep方式对三维仿真模型进行网格划分；
S3、将步骤S2中网格划分完成的三维仿真模型传递到WORKBENCH软件的CFX计算模块，并在CFX计算模块进行参数设置；
S4、在WORKBENCH软件中的CFX计算模块里设置检测点和检测面，并进行仿真运算得到仿真结果，以此作为设计低温碳化炉马弗腔体结构和进出口密封结构的指标；
S5、在相同的几何参数设置条件下，通过将三维仿真模型设置不同参数并重复步骤S1至步骤S4，以进行多次模拟计算，由室内检测点的温度变化曲线、检测面的温度云图、检测面的气流速度云图作为评价炉膛加热效果以及气流分布特性的指标，以此确定最优化的炉膛蓄热能力与气流分布设计。


2.根据权利要求1所述的基于WORKBENCH低温碳化炉氧含量分布模拟方法，其特征在于：步骤S1中设定的几何参数至少包括：马弗腔体几何形状、几何尺寸、进出口密封几何形状、几何尺寸、进出口密封氮气管进口尺寸、氮气管出口尺寸。


3.根据权利要求1所述的基于WORKBENCH低温碳化炉氧含量分布模拟方法，其特征在于：步骤（3）中，对在CFX计算模块进行参数设置的过程如下：
（3.1）、在Expres...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅鹏，孙中心，张潇引，
申请(专利权)人：天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62