热熔釜感应加热控制系统设计与效率分析

【摘要】随着科学技术的发展,各类机动车辆大大增加,对道路标线涂料高效、环保加热有更高的要求。传统加热方式有燃煤、燃油、燃气加热,这些传统的加热方式其热效率相对较低,而且会产生有害气体,污染空气。感应加热技术不仅可以满足标线涂料加热熔化的要求、且低碳环保,因此,本文将感应加热技术应用于热熔釜的加热。本课题以感应热熔釜为研究对象,以其在加热过程中的加热特点、能量传递为着眼点,对其控制系统及加热效率进行优化和设计,采用了仿真分析与实验验证相结合的方法保证加热安全的同时提高加热效率。首先,根据感应加热技术基本理论、热传导原理,建立感应热熔釜加热过程电磁场、温度场的数学模型,为感应热熔釜数值模拟及效率优化提供理论指导。分析比较数值仿真方法,选取有限元方法,利用有限元分析软件FLUX对感应热熔釜进行仿真优化。根据实验要求选取感应加热电源、热熔釜及搅拌机构,确定散热系统组成,根据线圈承载电流大小选取感应加热线圈,对控制系统进行软硬件设计,其中主要包括热熔釜釜壁温度检测及搅拌电机过流检测控制设计,为感应热熔釜提供实验平台。在数值模拟改变参数对感应热熔釜加热效率进行优化及实验平台搭建的基础上,完成感应加热电源与负载的参数匹配及实验装置的安全性测试,对仿真结果进行实验验证,同时对加热效率进行优化。通过感应热熔釜与传统明火加热对比分析,计算得出在两者加热方式加热速度相同的情况下,感应热熔釜节约资金达29.7%。该系统可靠性高、成本相对较低,使道路标线涂料涂敷施工变得容易、缩短了施工周期。同时,提高了能源利用率、降低环境污染。
【作者】张艳；
【导师】来跃深；
【作者基本信息】西安工业大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】感应加热技术；有限元分析；热熔釜；测控系统；标线涂料；

【参考文献】
[1]赵德麟.信息资源管理在CSCEC公司MAE项目中的应用分析[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[2]周国磊.转型期中国城市空间扩展的机制及格局研究[D].东北师范大学,城市规划与设计,2012,硕士.
[3]张建胜,毛建飞,卢成原,周锋.加设挡风板对大跨悬挑屋盖气动性能的影响[J].浙江工业大学学报,2014,04:373-377.
[4]張千衛.《兩浙古刊本考》補[D].复旦大学,中国古典文獻學,2012,硕士.
[5]张汉全.一种改进的H~∞鲁棒自校正控制[J].自动化学报,1995,02:162-169.
[6]顾芳.纹枯病菌毒素在水稻抗纹枯病育种上的利用研究及抗毒素基因初步定位[D].扬州大学,植物生物技术,2011,硕士.
[7]李建洋,兰添才.智能决策支持系统的体系结构研究[J].龙岩学院学报,2005,06:21-23.
[8]刘江.自然风景区的景观环境色彩设计分析与研究[D].华中科技大学,设计艺术学,2013,硕士.
[9]潘德惠,刘力.转炉炼钢钢水含碳量动态预报的模型辨识[J].冶金自动化,1986,01:49-54+64.
[10]何瑞金.飞轮储能控制系统及能量回馈技术的研究[D].东华大学,电力电子与电力传动,2004,硕士.
[11]周家萱.油画中的黑色与白色[D].东北师范大学,美术学,2012,硕士.
[12]韩飞雪.红外量子剪裁下转换及其能量传递机制的研究[D].哈尔滨工业大学,光学,2013,硕士.
[13]林大权.建筑边界形态构成[D].大连理工大学,建筑设计及其理论,2004,硕士.
[14]杨茜.大学生课余活动自我效能感问卷编制与实测[D].西南大学,发展与教育心理学,2014,硕士.
[15]曹丽霞.从姚斯的接受理论看现阶段儿童文学翻译[D].四川外国语大学,英语语言文学,2013,硕士.
[16]崔捷.基于AIS数据的船舶危险驶过研究[D].大连海事大学,交通运输工程,2014,硕士.
[17]许敏蓓.明清时期太湖地区茶叶生产研究[D].南京农业大学,科学技术史,2011,硕士.
[18]张小芝,朱传喜,朱丽.一种基于变权的动态多属性决策方法[J].控制与决策,2014,03:494-498.
[19]赵云霄.基于锰氧化物复合的超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究[D].吉林大学,材料物理与化学,2013,硕士.
[20]王鹏.DNA超螺旋弹性杆模型的对称性与稳定性研究[D].上海大学,一般力学与力学基础,2014,博士.
[21]周玲.云南省少数民族地区边境县小学教师队伍建设研究[D].云南师范大学,成人教育学,2013,硕士.
[22]江辉.近场地震下桥梁结构基于性能抗震设计的能量方法[D].北京交通大学,2007.
[23]曾晖,张振川,井元伟.网络流量系统的有限拍控制[J].控制与决策,2005,07:737-740+745.
[24]邴华琳.中国金资源境外投资环境评价研究[D].中国地质大学（北京）,地质工程,2014,硕士.
[25]谭晶荣,刘莉,王瑞,叶婷婷.中越农产品出口增长的二元边际分析[J].农业经济问题,2013,10:56-63+111.
[26]张天四.轨道翻转同宿环的共振分支[D].华东师范大学,应用数学,2004,硕士.
[27]江苏省科学技术发展战略研究院科技统计分析中心田晶.石墨烯正改变生活的“味道”[N].江苏科技报,2014-05-26A08.
[28]余海滨.不同地理种源山杏在辽西地区引种适应性研究[D].沈阳农业大学,森林培育,2014,硕士.
[29]张历涛.面向股骨颈骨折内固定术的手术导航系统研究[D].哈尔滨工业大学,机械电子工程,2013,硕士.
[30]王凯鸣.人力资源管理对标指标体系研究[D].北方工业大学,企业管理,2013,硕士.
[31]曲逸.国有商业银行员工薪酬激励强度与满意度关系的研究[D].哈尔滨工业大学,企业管理,2014,硕士.
[32]姜祥.永安镇地区砂砾岩沉积体系及储层流动单元研究[D].中国海洋大学,工程地质,2003,硕士.
[33]许璐.有机层状材料的膨胀、剥离及应用[D].中国科学技术大学,2013.
[34]付明.运动干预手段对重庆市中小学生体质健康影响的对比研究[D].西南大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[35]贾少攀.基于Hadoop的XBRL数据分析系统设计与实现[D].大连理工大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[36]孔娜娜.胎盘脂联素受体2表达水平及其超微结构与妊娠期高血压疾病的相关性研究[D].河北医科大学,妇产科学,2013,硕士.
[37]魏丽娜.越南金瓯化肥项目预算管理研究[D].西南交通大学,工业工程,2013,硕士.
[38]马林.高校学生二维满意度量表的初步研制[D].南方医科大学,流行病与卫生统计学,2012,硕士.
[39]李煜.功能分子及纳米材料预言设计的从头算分子动力学和电子结构理论研究[D].中国科学技术大学,2013.
[40]刘灵坪.明清时期洱海地区的国家治理与“白人”认同[D].复旦大学,历史地理学,2013,博士.
[41]韩海龙.直罗油田长2低渗油藏注水开发可行性研究[D].西安石油大学,石油与天然气工程（专业学位）,2012,硕士.
[42]周定安.新型太赫兹空芯波导研究[D].北京交通大学,2014.
[43]赵波,俞寿朋,聂勋碧,黄先律.谱模拟反褶积方法及其应用[J].石油地球物理勘探,1996,01:101-116+166.
[44]孙晋,张田.关于《反垄断法》对垄断国企适用问题的思考——对王先林、徐晓松两篇文章的回应[J].法治研究,2014,08:51-59.
[45]唐洁.高强轻质混凝土力学性能试验研究及黏结锚固性能分析[D].长安大学,结构工程,2013,硕士.
[46]何梦超.利用单目摄像头进行并行跟踪及地图建立算法的研究[D].浙江大学,应用数学,2014,硕士.
[47]魏小红.基于流形学习算法和支持向量机的矿井瓦斯涌出量预测研究[D].中北大学,安全工程,2014,硕士.
[48]李刚.国际统一合同法公约中的“挑选法院”问题研究[D].湖南师范大学,国际法学,2004,硕士.
[49]潘韵芝.蓝白斑筛选技术的改进及其生物医学应用[D].苏州大学,药理学,2014,硕士.
[50]黄鸿国.基于STM32的多通道液压伺服控制系统研究[D].西南交通大学,精密仪器及机械,2014,硕士.