黑体空腔钢水连续测温传感器传热模型及应用研究
准确测量中间包内的钢水温度是连铸生产过程中的一个重要环节。目前，黑体空腔钢水连续测温传感器在钢厂中间包测温中得到广泛应用，但是该传感器的结构使其在测温过程中存在一定的滞后现象。为了补偿这种滞后产生的动态测温误差，本文建立了黑体空腔钢水连续测温传感器的传热模型，通过传热模型对其动态特性进行研究，建立了热响应函数与动态测温影响因素的关系，并将其应用到了动态测温补偿中。 本文首先在分析钢水连续测温传感器传热过程的基础上，建立了传感器的三维非稳态传热机理模型，并根据传热微分方程及定解条件，利用有限元分析方法建立了连续测温传感器的有限元传热模型;然后对其准确性进行了研究，并基于传感器物性参数随温度变化而变化，通过ANSYS优化设计方法对所建模型物性参数进行了校正，建立了物性参数与温度的关系，校正后所得模拟结果通过与鞍钢动态测温数据验证，最大误差小于5℃，所建模型正确。 在数值模拟结果应用方面，本文在优化模型基础上，选取一阶函数作为热响应函数的基本形式，通过对动态测温影响因素分析，找到了热响应函数的不同参数与不同影响因素的关系，并通过正交试验建立了响应函数的参数与影响因素的函数关系式，确定了参数的取值范围。之后将其应用到了现场数据的预估补偿中，在动态测温误差小于7℃的情况下，传感器的平均响应时间由原来的193s缩短到了50s，达到了设定的动态测温补偿目标，对减小温度测量对铸坯质量的影响具有重要作用。
钢水连续测温传感器;温度场分析;动态测温;传热模型;热响应函数;遗传算法;预估补偿
东北大学
硕士
检测技术与自动化装置
梅国晖
2011
中文
TF748.07;TP212
75
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）