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原文传递烘箱在公路工程中的研究与设计

论文题名：	烘箱在公路工程中的研究与设计
关键词：	道路室内试验;高精度烘箱;温度均匀度;控温精度
摘要：	烘箱在道路室内试验中是一种常用的加热设备，主要用来加热或者保温沥青、集料以及混合料等物质，由于这些物质在进行室内试验时对温度状态有严格要求，所以烘箱的控温精度和保温能力就显得极其重要。然而，现阶段实验室所用的烘箱大都是通用烘箱，其控温精度低、内腔的温度均匀性也很差，这样就很容易导致加热或保温的物质没能达到试验的标准温度，最终导致试验的结果失真。因此，本文制作了一个适合道路行业的高精度烘箱，这样在进行试验时，试验的结果才更加可靠，室内试验才更有工程实际意义。　　为了制作一个道路专用烘箱，本文首先对通用烘箱的各方面做了详细的调查和分析，包括通用烘箱的设计缺点、内腔温度分布、均匀度、控温精度、波动度等，接着又通过具体的试验来证明了通用烘箱对试验结果影响很大。其次，本文分析了烘箱的传热方式以及传热机理，对烘箱在不同模式下的传热量做了计算，得到了烘箱的主要传热方式，并针对主要传热方式提出了改进优化建议。　　在对烘箱改进优化时，本文采用先模拟后制作样品的方式来进行。为了使模拟的结果具有实际意义，本文先对通用烘箱做了建模，通过对比模拟和实测的结果验证了模型的可靠性。接着设计了试验方案，利用模型模拟了不同位置热风扇和不同风速下烘箱的温度场情况，通过烘箱的温度均匀度为衡量指标得到了烘箱的最佳的热风扇位置和最佳风速。其次用模拟的方式研究出了热源形成的温度场分布，根据单个热源的模拟结果，得到了温度与热源距离之间的关系；通过双侧热源在不同距离下的温度场均匀度情况，得到了烘箱的最佳设计宽度；在双侧热源的最佳距离基础上，研究了温度场均匀度与第三热源距离的关系，得到了烘箱的最佳设计高度；在三侧热源保持最佳的尺寸基础上，通过研究温度均匀度与第四热源的距离关系，得到了烘箱的最佳设计深度。然后利用最佳风速下的模型，通过改变热源的功率，研究出了功率与烘箱温度平均值的关系。最后运用模拟的结论，制作了道路专用烘箱的模型，通过道路专用烘箱的模拟结果说明了该模型的结构尺寸以及边界条件设置是比较合理的。　　在道路专用烘箱模型模拟结果比较良好的情况下，本文按照模拟的模型进行了实际的还原，首先对道路专用烘箱的零部件以及材料进行了选择，接着对烘箱的各部分结构设计了图纸并且按照图纸进行了结构的还原，通过与零部件的组装得到了道路专用烘箱的样品。样品烘箱制作成功之后，又通过硬件的选择与软件的设计给样品烘箱配套了全新的温度控制系统，经过实际的测试验证了模拟的正确性，同时还对该控制系统做了调试与分析，最后给出了提高样品烘箱控制精度的解决措施。
作者：	李宁
专业：	交通运输工程
导师：	张宜洛
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2021