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用于ADC6铝合金熔液的加热炉穹顶曲面设计方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：设计加热炉的结构，预设喷嘴高度，喷嘴的位置居中，设计方形炉膛，其长L，宽W，高H，预设穹顶为圆弧面，其半径R0取2×W；步骤2：穹顶圆弧面向下投影得到的平面内，把炉膛分为n个相等面积，每个面积中心点记为Pi，i=1,2,…,n；步骤3：计算单位时间天然气燃烧产生的热能：Q=vρqη，其中v为气流流速，ρ为密度，q为燃烧值，η为燃烧效率；步骤4：设喷嘴处为O点，O点与某一点Pi点之间的距离为ri，计算在Pi点处稳态传热下直接辐射的热流密度εi'=Q/(4πri2)；步骤5：当达到熔体设定温度且达到热平衡状态后，εi'的实际效果应为Ciεi'，其中Ci为聚集系数，其确定方法为：以喷嘴在液面上的投影点O'为圆心做同心圆，设同心圆的半径为R，当R≤300mm，Ci=0.3～0.35；当300＜R≤600，Ci=0.35～0.75；当R＞600时，Ci＝0.75～0.85；具体取Ci值时，按半径由小到大分别选取Ci由小到大；步骤6：过Pi点作穹顶的法线与穹顶线相交于Mi点，设喷嘴O距Mi点处的距离为r'i，计算在交点处稳态传热下直接辐射的热流密度εi'=Q/（4πr'i2）；步骤7：取Mi处附近半径为δ的邻域，由于面积小，认为此处为平面，计算此处单位时间的热能约为QMi＝ζiπδ2；步骤8：设Mi点距离Pi为r"i，以Mi点为作为热源，计算其在Pi点处的热流密度εi"=QMi/（4πr"i2）；步骤9：计算Mi点的总热流密度，εi=Ciεi'＋εi"，得到每个点处的总热流密度ε1、ε2、…、εn；步骤10：把得到的ε1、ε2、…、εn作为数列，并计算其数学期望E(ε)和方差D(ε)；步骤11：若D(ε)1/2＜E(ε)/8，则表明液面各部位的热流密度偏差不大，能够保障其温度基本均等，判断D(ε)1/2是否小于E(ε)/8，如果是，则转入步骤15；如果否，则转入步骤12；步骤12：求出ε1、ε2、…、εn中，找出与E(ε)偏差绝对值超过E(ε)/6的元素εj，j=1,2,…,m（其中m<n），以及对应的点Pj，j=1,2,…,m（其中m<n）；步骤13：判断：若εj≤E(ε)，则把Pj点对应的Mj沿法线向下移10mm；若εj＞E(ε)，则把Pj点对应的Mj沿法线向上移10mm。步骤14：重复步骤4至步骤13，若εj＞E(ε)，反复重复步骤4至步骤13，直到D(ε)1/2小于E(ε)/8，转入步骤15；步骤15：运用拟合方法过调整后的Mi点连同周界点，作蒙皮面得到穹顶曲面设计。 |
