一种电热辊道炉结构优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107341291A(43)申请公布日2017.11.10(21)申请号201710431335.2(22)申请日2017.06.09(71)申请人中国电子科技集团公司第四十八研究所地址410111湖南省长沙市天心区新开铺路1025号(72)发明人李鹏飞苏文生周时宇王世刚(74)专利代理机构湖南兆弘专利事务所(普通合伙)43008代理人周长清廖元宝(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种电热辊道炉结构优化方法(57)摘要本发明公开了一种电热辊道炉结构优化方法，步骤为：S01、建立多种具有不同设计参数的辊道炉炉体模型；S02、将各辊道炉炉体模型导入ICEMCFD软件，进行模型修补和网格划分，并将网格划分后生成的网格文件导入至ANSYSFluent软件；S03、在ANSYSFluent软件中设置材料物性参数、计算边界条件和选择计算模型，对计算域进行初始化后利用求解器进行计算；S04、将ANSYSFluent软件得到的结果文件导入CFD-POST中，对各模型的炉膛中心截面的无量纲温差系数进行对比分析，将温差系数较小的辊道炉炉体模型作为优选方案。本发明的电热辊道炉结构优化方法具有成本低、优化时间短等优点。CN107341291ACN107341291A权利要求书1/1页1.一种电热辊道炉结构优化方法，其特征在于，步骤为：S01、建立多种具有不同设计参数的辊道炉炉体模型；S02、将各辊道炉炉体模型导入ICEMCFD软件，进行模型修补和网格划分，并将网格划分后生成的网格文件导入至ANSYSFluent软件；S03、在ANSYSFluent软件中设置材料物性参数、计算边界条件以及选择计算模型，对计算域进行初始化后利用求解器进行计算；S04、将ANSYSFluent软件计算得到的结果文件导入后处理软件CFD-POST中，对不同模型的炉膛中心截面的无量纲温差系数进行对比分析，将温差系数较小的辊道炉炉体模型作为优选方案。2.根据权利要求1所述的电热辊道炉结构优化方法，其特征在于，将优选方案进行至少一次的设计参数调整，并重复步骤S02～S04，确定最终的辊道炉炉体模型。3.根据权利要求1所述的电热辊道炉结构优化方法，其特征在于，所述设计参数包括炉膛宽高比、硅碳棒间距、进气口直径和排气口直径中的一种或多种。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电热辊道炉结构优化方法，其特征在于，在步骤S01中，通过Solidworks软件建立辊道炉炉体模型。5.根据权利要求1至3中任意一项所述的电热辊道炉结构优化方法，其特征在于，所述模型文件格式为*.x_t格式；所述网格文件格式为*.msh格式。6.根据权利要求1至3中任意一项所述的电热辊道炉结构优化方法，其特征在于，所述步骤S03中的材料物性参数包括密度、比热容和热导率。7.根据权利要求1至3中任意一项所述的电热辊道炉结构优化方法，其特征在于，所述步骤S03中的计算边界条件包括：进气口类型为速度入口，速度v＝0.2m/s；出气口类型为压力出口，压力P＝2Pa；硅碳棒表面类型为壁面，表面热流密度q＝5.8×104W/m2；炉体外表面类型为壁面，对流换热系数h＝15W/(℃·m2)。8.根据权利要求1至3中任意一项所述的电热辊道炉结构优化方法，其特征在于，所述步骤S03中的计算模型包括湍流模型和辐射模型。9.根据权利要求8所述的电热辊道炉结构优化方法，其特征在于，所述湍流模型为标准k-ε双方程模型；所述辐射模型为DO辐射模型。10.根据权利要求1至3中任意一项所述的电热辊道炉结构优化方法，其特征在于，所述温差系数定义为：其中，为炉膛中心截面的平均温度，σ为炉膛中心截面所有节点温度的标准差。2CN107341291A说明书1/4页一种电热辊道炉结构优化方法技术领域[0001]本发明主要涉及辊道炉技术领域，特指一种电热辊道炉结构优化方法。背景技术[0002]伴随着新能源行业的疾速发展，锂电池行业成为了如今的热点，而锂电池材料是决定其性能的关键因素。锂电池材料的需求量急剧增大，急需高效的规模化批量生产。电热辊道炉则是一种锂电池材料制备过程中必备的规模化连续式烧结设备，随着锂电池材料市场需求的逐渐增加，锂电池材料制造厂家纷纷提高设备产能，烧结设备电热辊道炉的炉体截面不断加宽，匣钵推进速度逐渐增大，造成炉膛温度均匀性更难保证，然而锂电池材料制备工艺要求炉膛内部温差在±5℃以内，炉膛内温度均匀分布是锂电池材料优异质量的前提保障，电热辊道炉炉膛温度均匀性问题已成为制约烧结设备发展的主要瓶颈。[0003]目前传统对电热辊道炉结构优化的方法，主要是依靠已有经验，制造出具有不同结构的多种炉体