基于FLUENT的蒸汽加熱芯模過程及芯模結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、熱芯纏繞工藝是在內(nèi)固化工藝的基礎(chǔ)發(fā)展起來的，這種工藝可以同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)過程:一是纖維纏繞的過程，二是纖維固化的過程。其工作思想是在復(fù)合材料纏繞的同時(shí)，向芯模內(nèi)部通入高溫高壓屬性的蒸汽，使得纏繞與固化同時(shí)進(jìn)行，這種做法使得復(fù)合材料成品更佳，成型效率更高，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在石油化工，信息工程，生物醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域。
　　復(fù)合材料殼體在固化時(shí)，芯模表面的溫度分布對(duì)于纖維的固化度有重要的影響，與最終殼體的成型質(zhì)量息息相關(guān)。由于壓力值對(duì)于芯模表面的

2、溫度分布起一定作用，纖維固化度也隨之受到影響，因此壓力對(duì)于復(fù)合材料在固化成型過程中的作用必須要考慮到。不僅如此,芯模表面的溫度是否均勻,也將影響復(fù)合材料成型質(zhì)量,這也是本文需要考慮的問題。
　　本文開始先針對(duì)熱芯纏繞工藝進(jìn)行描述，對(duì)纏繞固化過程中各種因素的變動(dòng)進(jìn)行剖析，比如湍流、蒸汽相變、固流耦合動(dòng)力學(xué)、傳熱模型等。使用SIMPLE算法解析能量與動(dòng)量控制方程，運(yùn)用FLUENT軟件實(shí)現(xiàn)模擬熱芯纏繞工藝的加熱過程。然后針對(duì)不同的壓力，

3、使用Fluent有限元軟件對(duì)芯模傳熱的蒸汽流動(dòng)過程和傳熱過程進(jìn)行模擬仿真，獲得芯模表面溫度分布情況和變化情況，由此去分析蒸汽流場(chǎng)、壓力、溫度等各個(gè)物理量之間的聯(lián)系。高溫高壓的蒸汽在各種因素影響下在到達(dá)芯模末端時(shí)有能量損耗，使得尾部的溫度降低從而影響了成型質(zhì)量。并且由于芯模小孔處的溫度比其他地方溫度偏高，導(dǎo)使小孔處附近的殼體更容易斷層，運(yùn)用Box-Behnken思想設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用Fluent軟件對(duì)各個(gè)方案一一進(jìn)行模擬仿真，對(duì)芯模溫度進(jìn)行跟