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1、精选优质文档-倾情为你奉上杭州电子科技大学毕业设计（论文）外文文献翻译毕 业 设 计（论文） 题 目恒温水箱设计与研究翻译题目恒温箱和控制系统的设计学 院理学院专 业应用物理姓 名王瓅班 级学 号指导教师黄华专心-专注-专业 恒温箱和控制系统的设计 作者：Chunsheng Ma a Zhimin Zhang b*出处：Procedia Engineering 7 (2010) 477481摘要：基于恒温成型压制和转动工艺，而设计出的高精度的构型设备。此外，有恒温箱有热传导计算，热传导值的分析的辅助装备。同时采用单片机数字逻辑运算，实现了系统的高精确度自动控制。该结果呈现出的这一设想是合理的，
2、该设备的设计是切实可行的并具有推广价值的。1、引言随着科技发展，许多制造精密的产品，都需要一个特定的工作环境。例如工程研发镁合金汽车轮毂旋转等温挤压成型的设备，它需要在约250摄氏度的液体培养基中处理。通过密封液体恒温箱，使轮毂在适宜的温度成形。这种成型技术可以加大轮毂区域的变形度，且能在较小程度温度波动中变形。其变形区会增加，变形路径会更加合理;温度波动小，减少了内部金属因为不同的组织而表现不均造成的变形差异，显着提高了产品的可塑性，降低了成型后的残余应力，提高了产品的质量和精度。这一技术的发展为产业提供了一种恒定的壁垒。为此目的而设计的温控器能够为现在与未来的设备生产提供更大的发展空间 1
3、，2。2。恒温箱的控制理论恒温箱的控制原理如图1所示，在恒温箱中，有两个电热器为P1=50KW P2=2500W 和一个解析度为100V /的温度传感器。开始加热P1，1小时后的恒温箱温度在额定温度TH = 250左右。以使整个温度范围的恒温箱(-2%) TH T (2%) TH. 当前箱温度被温度传感器转换成微小的电压，通过功率放大器，以0V5V的电压输出，模拟输出电压通过模数转换转换器转换成数字量采集于计算机系统中。恒温器开始加热到温度额定值，计算机系统开始收集，监测和处理数据，并且定期检测，记录，显示和处理恒温池温度。一方面，该计算机系统每1分钟，通过电流检测温度，在4位数字显示器中显示
4、数值，如果箱温度在允许范围内，那么切断P1，输入P2，以及绿色指示灯亮。米尔伏特记录器可以随着时间推移变化显示的温度。可平滑曲线连接和温度的变化，且能随着时间，温度变化来绘制曲线。如果箱温度T（4）TH，那么切断P2，红色指示灯亮，F =1000Hz的连续声音报警，除去箱体热处理工件，等待机器检测系统故障，故障问题声光报警消除后，停止并重新启动系统工作。如果恒温箱温度T（5）TH同时进入P1，P2，黄色指示灯亮，F =500Hz的连续声音报警和发出。当箱温度在容许的范围内，切断P1，保留P2，停止声光报警系统继续工作3,4。3。恒温箱系统的组成及结构尺寸计算恒温压制以旋压技术旋压特征相结合，锻
5、造，挤压，拉伸，弯曲和减少无切削的先进技术轧制。在等温挤压旋转成形过程的基础上，设计了如图2所示的设备。液体介质中高温处理所需零部件的新工艺特点，使恒温箱的合理设计成为设备中的一个关键技术。 5恒温箱系统是一个热加工工艺系统规定的工作环境。系统是由液箱，加热器，温度传感器和控制电路构成的。在旋转的过程中，由于有核心模块，所以不需要一个单独的混频器。1.输入轴2.模芯3.挤压滚筒4.箱5.顶表面6.工作件图2恒温挤压纺丝系统3.1恒温箱的传热方式恒温器热传输由内而外，这个过程是：温度传播到恒温箱的热层内，接着蔓延到外壳，最终传遍外壳外的空间。恒温器散热主要靠热传导蔓延与覆盖由内而外，从外壳到空间
6、，也包括传导和对流。3.2恒温箱的尺寸参数3.2.1.恒温箱壁结构尺寸箱的大小取决于内部的仪器，但箱壁的厚度是恒定的。恒温箱温度稳定，波动性小，需要恒温箱有足够热容量（热容量比热所述质量） 。使用钢材作为恒温箱的材料，其具体的热量是恒定的，恒温箱在的圆筒形的几何形状情况下，恒温箱的厚度，具有较厚的厚度，更高的质量，更大的发热容量。但是，厚度确定了三个因素：首先，它限制了仪器所要求的质量;第二，如果有过多的热量，将形成的热惯性，导致无反应的温度变化，温度控制电路可以在温度测量装置的温度及时调整，但也影响温度精度;第三，如果壁太薄，则无法承受加工零件的力。鉴于这些考虑，恒温箱壁的厚度被设定为6mm
7、 。3.2.2绝缘结构尺寸傅立叶定律是热传导的基本规律，传导热流和温度梯度和热流动方向垂直的横截面面积成比例，即: Q=Atn导热系数是不变的，由一维稳态温度场，傅里叶定律可以写成：Q=AdtdxQ 每单位时间的热传导。A 传热面积。 传热介质的热导率在气缸壁和汽缸内的恒定温度水平，在气缸壁和汽缸端部的表面，根据傅立叶定律，两端的侧面Q的计算方法如下：气缸壁：Qwall=Adtdr=2rHdtdr;r2r11rQwalldr=2rHr2r1dt;Qwall=2Hlnr2r1t1-t2其中，H是恒温箱的高度，积分从内侧t1到外部恒温箱温度t2的状态：其中r1，r2是等温层的内半径和外半径。使1=
8、2Hlnr2r1作为热传导性气缸壁以便作为热传导介质。其特征在于1的两端之间的温度差。胜于恒定温度水平，较小的导热系数。恒温层的形状及材料是某些情况下，判断温度层厚度 d= R2-R1成为受影响的K值的关键。恒温器两端的表面:表面是平壁，沿垂直轴，均匀变化的壁面温度。因此，通过傅立叶公式是：Qend=Adtdr=2r22dtdr; r2r1Qenddr=2r22r2r1dt; Qend=2r22r2-r1t1-t2使K2=2r22r2-r1为表面两端导热系数的值。因此，常数层的热导率：K=K1+K2=2Hlnr2r1+2r22r2-r1已知为r1 =0.63米，所以K的大小依赖于r2的值，厚度
9、为d= R2-R1的值，对于H =0.62米和r1的数值代入，可以得到与图3的曲线的Kd。图3 d 和曲线 K从图3中我们可以看到，壁厚为35mm，K量下降也不是很显着的，所以作为一个恒定的层厚度采取35毫米。4.温度箱的设计和计算的加热电阻丝参数箱的顶部密封面温度的性能对性能有着重要的影响。而另一端受加工条件的影响程度。因此，可选择的形式，都面临着同样密封良好的耐温性的特性，而且有利于处理显得尤为重要。结合这两项考虑因素，顶端接口选取的倒勾形。由于热量的上移，且顶部是不与液体接触的，所以恒温箱顶部不添加热电阻丝，只是增加保温层的厚度。加热电阻丝的设计参数取决于恒温箱增长幅度最大热量。Q =
10、Pt其中，P是加热功率，t为箱开始的加热时间。 Q是从初始状态的恒温箱加热到额定温度所需的能量。它可以计算出按下列公式计算：Q=cmtm是质量，c是比热。这种液体的热容量c=2.1kj/kg; density =913kg/m3 ; Q=cVt=3.4108j 如果室温下1小时，温度从20到250：Q=P1t; P1=Qt ; P1=94KW恒温箱的介质中不填满，箱放置在轮毂上，并保持工作片，它可以减少加热功率到P1=50KW。如果量不变，每分钟增加1，所需功率P2= Q/230计算P2=2500W。 P2采取补偿加热功率。由R=U2/I可以计算出加热电阻丝的电阻。U是恒温箱加热电压。加热电阻
11、丝的位置，应注意以下几点：（1）恒温箱传导热率，为了使温度均匀稳定性电阻丝分布应该是一致的。（2）通过的电流会产生磁场，为了减少额外的干扰，你可以使用双线缠绕法。（3）热电阻丝紧密贴合的恒温箱，以便热量迅速传递到恒温箱。为使加热电阻丝之间的恒温箱绝缘，您可以加热电阻丝缠绕好后，最后喷上清漆或其他绝缘塑料。（4）加热电阻丝安装必须注意部件之间的相对位置，使它们的温度分布在温差最小之间。5调试结果和结论恒温箱的调试设计，能够满足以下主要技术要求：（1） 箱的工作温度范围： 20400（2） 控制精度1（3） 自启动进入稳定的状态时间：小于1小时（设为250）（4） 工作条件：环境温度：1040工作
12、电压：220 V10电源频率：50Hz1加热功率：2.5 50kW.通过实际的项目验证，实现了自动控制恒温箱单片机有系统稳定可靠，控制精度高，能在较短的时间内进入稳定状态，性能好等特点。这种设计方法可用来参考其他类型的恒温装置，具有良好的应用价值。参考1 Zhang Bo-Hong, ZHANG Zhi-ming, ZHANG Xing, WANG Qiang. Numerical simulation of warm drawing of cup. Journal of Plasticity Engineering 2004;11(3):86-88.2 Fu Chuan-feng,Zhang
13、 Yu-cheng,Lai Zhou-yi,Hu Ya-min. The Development of Isothermal Forging of Magnesium at Home and Abroad. China Mechanical EngineeringSupplement2006;17(10):135-139.3 Ji jing-pingLi guo-pingQie huo-geng. A new type of high precision with a constant temperature tank. Measurement Technology 2000;(10) :15
14、-17. 4 Shi Xion. The design and realization of accurate automatic temperature control system used in thermosta. Industrial Instrumentation & Automation2005;(1):32-34.5 Ma Chun-Shang Zhang Zhi-min. Design and Numerical Simulation of the Once and Trace of Multi-pass Spinning-self Equipment. Machine Design &Research 2010;26(4):111-114.
