热分析测量热量

2013年6月18日

如果您在晚餐时烤火鸡，并且需要检查温度，则该技术存在以找到它。但是，如果温度如此之高，以至于消费级温度计或任何人造设备真的会立即融化并被破坏，会发生什么？这可能不是您厨房中常见的情况，但是在爆炸炉中，这是一个真正的关注点，温度可能接近1,500°C。简单地猜测远非安全。幸运的是，通过使用Comsol多物理学与传热模块结合使用，您可以准确确定测量工具不足时的温度。

在爆炸炉中含有熔融金属

爆炸炉用于生产具有不同成分，形状和纯度程度的工业金属。金属以在极高温度下达到的熔融状态进行处理。这使得保持工人和生产设备安全至关重要。当熔融金属首先将炉子穿过taphole时，并穿过炉渣分开的跑步者时，它可能会溅出并导致生产中停止，甚至损坏设备和伤害操作员。

熔融金属退出爆炸炉
熔融金属出口（左）出口，并通过跑步者行驶，在该跑步者中，炉渣与铸铁（右）分开。

坚固，可靠的障碍对于包含飞溅并提供保护是必要的。正如您可以在第20页的第20页Comsol News 2013，一家名为Terresréfractairesdu Boulonnais（TRB）的公司，集团CB，使用厚的混凝土衬里在退出爆炸炉时包含熔融金属。该衬里受到许多影响，例如热休克，腐蚀和腐蚀。典型的屋顶跑步者只能持续一个月才能予以封装。一个爆炸炉可以有两个，三个甚至四个水龙头，在TRB时有数百个爆炸炉 - 因此很多水龙头。这要求需要许多重型材料来处理，因此TRB希望避免对它们进行过度工程，并找到尽可能轻巧，健壮，安全和经济性的设计。

过去，TRB使用反复试验方法来提出最佳的衬里混凝土类型，并确定理想的厚度。如果衬里太快损坏，他们只是继续尝试新的组合。他们在不知道屋顶跑步者中的温度下进行了所有这些实验。他们无法将昂贵的传感器放入内部，因为极高的热量和溅射熔融金属会破坏它们。

屋顶跑步者，热合图和照片
屋顶跑步者（顶部）内部的热合器和从相同角度（底部）的标准照片。从基本上，这是TRB测量其过程温度特征的唯一方法，并用于验证模型。

使用传热模块的热分析

TRB转向Comsol多物理和传热模块，以计算屋顶跑步者的温度并优化其设计。屋顶跑步者由两种不同类型的混凝土制成。一种是与熔融金属直接接触，必须抵抗烫伤液，腐蚀和热冲击。第二种混凝土从未与熔融金属接触，它是屋顶跑步者的机械框架。TRB进行了彻底的热分析，在该分析中，他们仔细验证了其假设，以建立其爆炸炉的准确模型。分析的详细信息在Comsol News中可用的故事的完整版本中提供。

屋顶跑步者的热分析
模拟表明，在第一次水龙头期间，空气在屋顶跑步者下几乎固定。