微波硬化水玻璃砂的傳熱傳質機制及溫度場模擬.pdf

1、微波硬化水玻璃砂可充分發(fā)揮水玻璃的粘結潛力,顯著減少水玻璃的加入量,改善水玻璃砂潰散性能及舊砂再生性能,具有硬化時間短,硬化強度高,操控性能好等許多優(yōu)勢,被認為是最可能實現(xiàn)綠色鑄造的型砂種類。但目前針對微波硬化水玻璃砂工藝的基礎性研究相對較少,針對微波硬化水玻璃砂的機理及材料研究不夠深入,加之微波硬化水玻璃砂的強吸濕特征,故一直未能實際應用。本文深入研究微波加熱硬化水玻璃砂的傳熱傳質機制及特點具有重要理論與實際意義。
　　本文采用

2、光纖溫度傳感器構建了可用于微波加熱環(huán)境下對水玻璃砂試樣內溫度場進行單點接觸式即時測量的溫度檢測系統(tǒng),對不同尺寸的圓柱體和正方體水玻璃砂試樣內溫度場進行了實測。結果表明:微波硬化水玻璃砂樣內部溫度場呈“內高外低”的正溫度梯度分布;溫度最高點通常在試樣中心偏下的位置;試樣的尺寸及形狀對內溫度場分布有一定影響,但不影響“內高外低”的溫度分布總體規(guī)律。
　　根據(jù)現(xiàn)有的微波加熱理論及研究數(shù)據(jù),以及水玻璃砂的自身特點,預設了微波加熱硬化水玻璃

3、砂的傳熱傳質機制,推導出了相應的傳熱傳質數(shù)學模型,將此數(shù)學模型與微波電磁模型耦合得到微波硬化水玻璃砂電磁-熱質模型。以該數(shù)學模型為基礎,采用時域有限差分法和MATLAB軟件,對不同尺寸的圓柱體和正方體水玻璃砂試樣內溫度場進行了計算機模擬仿真。將模擬結果與實測結果進行對比,驗證了預設的微波加熱硬化水玻璃砂傳熱傳質機制的正確性和合理性。
　　研究測試了微波硬化水玻璃砂工藝參數(shù)對型砂內溫度場分布特征及水玻璃砂型性能的影響。結果表明:對微