[發明專利]一種連續加熱過程的傳熱系數確定方法及系統

在審

• 申請號: 202210587291.3
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN115186431A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 陳遠明;魏曉晗;張慶;章駿
• 申請（專利權）人: 上海軒田工業設備有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10;G06F119/08
• 代理公司: 上海海鈞知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31330
• 代理人: 王睿

1.一種連續加熱過程的傳熱系數確定方法，其特征在于，包括：

S1，根據傅里葉熱傳導定律對回流焊爐進行溫度仿真建模，其連續加熱過程的傳熱公式為：

其中，α為傳熱參數，T(t)為回流焊爐內工件在t時刻的溫度，為回流焊爐內部在t時刻的溫度，Δt為預設的時間間隔；

S2，設定實驗參數，包括鏈速、溫區溫度和風機速度，在回流焊爐中進行恒溫實驗，獲得多組恒溫實驗數據，根據多組恒溫實驗數據分別計算其對應的傳熱參數α_i；

S3，建立傳熱參數α與風機速度的線性函數，其線性關系式為：

利用各組恒溫實驗數據以及計算出的傳熱參數α_i，通過最小二乘法計算k及b，從而確定傳熱參數α與風機速度的線性關系；

S4，將得到的傳熱參數α與風機速度的線性關系，與步驟S1中連續加熱過程的傅里葉熱傳導公式相結合，計算仿真傳熱曲線。

2.根據權利要求1所述的一種連續加熱過程的傳熱系數確定方法，其特征在于，步驟S1中，所述預設的時間間隔Δt為0.25s。

3.根據權利要求1所述的一種連續加熱過程的傳熱系數確定方法，其特征在于，步驟S2具體包括如下步驟：

將工件放入回流焊爐中，從各溫區溫度150℃、200℃、250℃，恒定風機速度中選取至少三種組合進行實驗，記錄工件溫度，根據三組溫度數據分別計算傳熱參數α_i，計算公式如下：

4.根據權利要求1所述的一種連續加熱過程的傳熱系數確定方法，其特征在于，步驟S3具體包括如下步驟：

利用恒溫實驗中設定的多組風機速度以及步驟S2中計算的多組傳熱參數α_i，通過最小二乘法計算k及b，計算公式為：

其中，表述第i組風機速度，α_i表示第i組傳熱參數，i＝1,2,3；表示多組風機速度的平均值，表示多組傳熱參數的平均值。

5.根據權利要求1所述的一種連續加熱過程的傳熱系數確定方法，其特征在于，步驟S4之后，所述方法還包括如下步驟：

S5，采用與仿真傳熱曲線相同的實驗參數在回流焊爐中進行試驗，驗證k與b的準確性。

6.根據權利要求1所述的一種連續加熱過程的傳熱系數確定方法，其特征在于，步驟S4之后，所述方法還包括如下步驟：

若更換工件類型或改變回流焊爐內部溫度場，則返回步驟S2重新進行恒溫實驗，并計算傳熱參數α、k及b。

7.一種連續加熱過程的傳熱系數確定系統，其特征在于，包括：

仿真模型建立模塊，被配置為根據傅里葉熱傳導定律對回流焊爐進行溫度仿真建模，其連續加熱過程的傳熱公式為：

其中，α為傳熱參數，T(t)為回流焊爐內工件在t時刻的溫度，為回流焊爐內部在t時刻的溫度，Δt為預設的時間間隔；

傳熱參數確定模塊，被配置為設定實驗參數，在回流焊爐中進行恒溫實驗，獲得多組恒溫實驗數據，根據多組恒溫實驗數據分別計算其對應的傳熱參數α_i，其中，所述實驗參數包括鏈速、溫區溫度和風機速度；

關系確認模塊，被配置為建立傳熱參數α與風機速度的線性函數，其線性關系式為：利用各組恒溫實驗數據以及計算出的傳熱參數α_i，通過最小二乘法計算k及b，從而確定傳熱參數α與風機速度的關系；

仿真傳熱曲線計算模塊，被配置為將得到的傳熱參數α與風機速度的關系，與仿真模型建立模塊中連續加熱過程的傅里葉熱傳導公式相結合，計算仿真傳熱曲線。

8.根據權利要求7所述的一種連續加熱過程的傳熱系數確定系統，其特征在于，所述系統還包括：驗證模塊，被配置為采用與仿真傳熱曲線相同的實驗參數在回流焊爐中進行試驗，驗證k與b的準確性。