熱仿真(關(guān)于熱工)

1.關(guān)于熱工基礎(chǔ)知識

工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)的簡稱。其中工程熱力學(xué)主要是研究熱力學(xué)機(jī)械的效率和熱力學(xué)工質(zhì)參與的能量轉(zhuǎn)換在工程上的應(yīng)用，如將熱力學(xué)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能推動動力機(jī)械做功以及其效率的學(xué)科，再如，空調(diào)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成熱力學(xué)能等；而傳熱學(xué)是研究熱量傳遞的一門學(xué)科，如反應(yīng)堆的導(dǎo)熱，對流換熱，輻射能的傳遞等。

熱工主要應(yīng)用于熱能與動力工程，核能科學(xué)與工程，熱加工工程等方面，還應(yīng)用于非工程方面。

熱現(xiàn)象是人類生活中最早接觸到的自然現(xiàn)象之一。遠(yuǎn)古時代的鉆木取火，就是機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能的例子。隨著人類在生產(chǎn)、生活上的需要，對熱的利用和認(rèn)識，經(jīng)歷了漫長的歲月，從取暖、熱食到制作金屬工具，有過不少發(fā)明創(chuàng)造，我國在12至13世紀(jì)就有用火力來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的走馬燈和使用火藥向后噴氣加速箭的飛行記載，這與現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)和火箭等噴氣推進(jìn)原理是一致的。可是，由于歷代王朝的封建統(tǒng)治，勞動人民的創(chuàng)造發(fā)明得不到重視更談不到總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，形成一整套的理論，來促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展和人民生活的改善。

人類對熱的本質(zhì)的認(rèn)識并逐漸形成熱力學(xué)這門學(xué)科，只是近300年的事。18世紀(jì)以前，動力的來源主要是人力、畜力以及風(fēng)力、水力等自然動力。隨著人類社會的發(fā)展，人們迫切地要求解決生產(chǎn)上動力不足的問題，因此在18世紀(jì)發(fā)明了蒸汽機(jī)，實(shí)現(xiàn)了熱能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。蒸汽機(jī)在工業(yè)上的廣泛使用，促進(jìn)了工業(yè)的迅速發(fā)展。但是，由于蒸汽機(jī)笨重、效率不高等缺點(diǎn)，因而促使人們對于水和蒸汽以及其它物質(zhì)的熱力性質(zhì)進(jìn)行研究；與此同時，卡諾對如何提高熱效率，邁耶、焦?fàn)柕热藢崤c功的轉(zhuǎn)換規(guī)律進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，從而建立了熱力學(xué)兩個基本定律，大大地促進(jìn)了熱力學(xué)這門學(xué)科的形成和發(fā)展，促使熱力發(fā)動機(jī)不斷地發(fā)展與改進(jìn)以及新型動力機(jī)的創(chuàng)造與發(fā)明。由于蒸汽機(jī)不宜用于運(yùn)輸工具上，而且也不能滿足由于工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展與高度集中所需要的巨大動力，因此在熱力學(xué)有關(guān)理論的指導(dǎo)下，于19世紀(jì)末期，遂發(fā)明了內(nèi)燃機(jī)及蒸汽輪機(jī)，內(nèi)燃機(jī)具有效率高、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，蒸汽輪機(jī)則具有效率高、功率大的優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)燃機(jī)及蒸汽輪機(jī)的出現(xiàn)，極大地促進(jìn)并發(fā)展了熱力學(xué)中熱力過程和熱力循環(huán)的研究。而蒸汽輪機(jī)又推動了高參數(shù)蒸汽性質(zhì)及高速氣流等問題的研究，使熱力學(xué)兩個定律應(yīng)用于工程實(shí)際中，形成了工程熱力學(xué)學(xué)科。

第二次世界大戰(zhàn)期間出現(xiàn)的噴氣式飛機(jī)和遠(yuǎn)射程火箭所用的噴氣發(fā)動機(jī)，由于能產(chǎn)生巨大的動力等優(yōu)點(diǎn)，所以能滿足高速高空飛行的要求，成為進(jìn)入宇宙空間的主要動力。對航空燃?xì)廨啓C(jī)作部分改造，即成為地面上所用的燃?xì)廨啓C(jī)，在發(fā)電站、機(jī)車和船舶中已廣泛使用，并在工程熱力學(xué)中也發(fā)展了相應(yīng)的研究內(nèi)容。

近年來原子能動力裝置的利用，為人類開辟了利用能源的新紀(jì)元。此外，還出現(xiàn)了能量直接轉(zhuǎn)換的新技術(shù)，它既可提高轉(zhuǎn)換的效率，又可免去龐大的熱力機(jī)械，例如化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成為電能的燃料電池，熱能直接轉(zhuǎn)化成電能的溫差電池和磁流體發(fā)電等。這在熱力學(xué)中也現(xiàn)出相應(yīng)的研究課題。

2.紅外熱成像儀有哪些基礎(chǔ)知識

1、電氣裝置：可發(fā)現(xiàn)接頭松動或接觸不良，不平衡負(fù)荷，過載，過熱等隱患.這些隱患可能造成的潛在影響是產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火.2、變壓器：可以發(fā)現(xiàn)的隱患有接頭松動，套管過熱，接觸不良（抽頭變換器），過載，三相負(fù)載不平衡，冷卻管堵塞不暢.其影響為產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火.3、電動機(jī)、發(fā)電機(jī)：可以發(fā)現(xiàn)的隱患是軸承溫度過高，不平衡負(fù)載，繞組短路或開路，碳刷、滑環(huán)和集流環(huán)發(fā)熱，過載過熱，冷卻管路堵塞.其影響為有問題的軸承可以引起鐵芯或繞組線圈的損壞；有毛病的碳刷可以損壞滑環(huán)和集流環(huán)，進(jìn)而損壞繞組線圈.還可能引起驅(qū)動目標(biāo)的損壞.4、電氣設(shè)備維修檢查，屋頂查漏，節(jié)能檢測，環(huán)保檢查，安全防盜，森林防火，無損探傷，質(zhì)量控制，醫(yī)療檢查等等也很有效益.5：診斷人體疾病，運(yùn)用經(jīng)絡(luò)學(xué)，在人腦的研究工作及在研究疾病治療方法中的應(yīng)用；特別是在診斷哮喘病，痹癥，腰椎間盤突出癥，運(yùn)動病，惡性腫瘤等病癥具有無放射性，一次多臟器全身掃描的非接觸測量的優(yōu)點(diǎn).是綜合確診人體某種疾病的一種有用手段.6：建筑物外墻的監(jiān)測.通過表面溫度可以為我們提供有關(guān)樓宇結(jié)構(gòu)、管道系統(tǒng)、供暖通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)的許多信息.在透過紅外鏡頭觀察時，平日肉眼看不到的問題會突現(xiàn)眼前.使用紅外熱像儀，可以檢測到空氣泄漏、水分積累、管道堵塞、墻壁后面的結(jié)構(gòu)特征以及過熱的電氣線路等，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化記錄歸檔.通過用這種工具對表面進(jìn)行掃描，您可以快速發(fā)現(xiàn)通常代表潛在問題的溫度變化，并以詳細(xì)的圖形報(bào)告的形式對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄.7：紅外熱成像儀在自然環(huán)境方面的應(yīng)用.監(jiān)控自然環(huán)境，如山體滑坡、火山爆發(fā).。

3.求熱工儀表基礎(chǔ)知識

學(xué)習(xí)好儀表維護(hù)要從四點(diǎn)著手，一是懂儀表原理，二是熟悉線路走向，三是清楚工藝，四是故障的綜合判斷能力.具體工作中做到：收集所有儀表的廠家說明書，收集圖紙或自己制作線路走向圖，從工藝上搞清重要儀表對生產(chǎn)的影響，重要儀表和經(jīng)常損壞儀表的備件準(zhǔn)備.當(dāng)然，最重要的是具備基礎(chǔ)的儀表知識，以及相關(guān)的電氣和PLC一些基本知識

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4.金屬熱處理基礎(chǔ)知識是什么

金屬熱處理的工藝 熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。

這些過程互相銜接，不可間斷。 加熱是熱處理的重要工序之一。

金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料。電的應(yīng)用使加熱易于控制，且無環(huán)境污染。

利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動粒子進(jìn)行間接加熱。 金屬加熱時，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳（即鋼鐵零件表面碳含量降低），這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。

因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進(jìn)行保護(hù)加熱。 加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一，選擇和控制加熱溫度 ，是保證熱處理質(zhì)量的主要問題。

加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織。另外轉(zhuǎn)變需要一定的時間，因此當(dāng)金屬工件表面達(dá)到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間，使內(nèi)外溫度一致，使顯微組織轉(zhuǎn)變完全，這段時間稱為保溫時間。

采用高能密度加熱和表面熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間，而化學(xué)熱處理的保溫時間往往較長。 冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。

一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)行淬硬。

金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。

同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復(fù)雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。

整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。

退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進(jìn)行緩慢冷卻，目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切削性能，也有時用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。

淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其它無機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時變脆。

為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長時間的保溫，再進(jìn)行冷卻，這種工藝稱為回火。退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用，缺一不可。

“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演變出不同的熱處理工藝 。為了獲得一定的強(qiáng)度和韌性，把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝，稱為調(diào)質(zhì)。

某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當(dāng)溫度下保持較長時間，以提高合金的硬度、強(qiáng)度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時效處理。

把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結(jié)合起來進(jìn)行，使工件獲得很好的強(qiáng)度、韌性配合的方法稱為形變熱處理；在負(fù)壓氣氛或真空中進(jìn)行的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理后工件表面光潔，提高工件的性能，還可以通入滲劑進(jìn)行化學(xué)熱處理。 表面熱處理是只加熱工件表層，以改變其表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。

為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時或瞬時達(dá)到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。

化學(xué)熱處理是通過改變工件表層化學(xué)成分、組織和性能的金屬熱處理工藝?；瘜W(xué)熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學(xué)成分。

化學(xué)熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(zhì)（氣體、液體、固體）中加熱，保溫較長時間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時還要進(jìn)行其它熱處理工藝如淬火及回火。

化學(xué)熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。 熱處理是機(jī)械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。

大體來說，它可以保證和提高工件的各種性能，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應(yīng)力狀態(tài)，以利于進(jìn)行各種冷、熱加工。

例如白口鑄鐵經(jīng)過長時間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵，提高塑性 ；齒輪采用正確的熱處理工藝，使用壽命可以比不經(jīng)熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高；另外，價廉的碳鋼通過滲入某些合金元素就具有某些價昂的合金鋼性能，可以代替某些耐熱鋼、不銹鋼；工模具則幾乎全部需要經(jīng)過熱處理方可使用。麻煩采納，謝謝。

5.誰能介紹下熱敏電阻的基礎(chǔ)知識呢

熱敏電阻”一詞源于對“熱度敏感的電阻”這一描述的概括。

熱敏電阻包括兩種基本的類型，分別為正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻非常適用于高精度溫度測量。

要確定熱敏電阻周圍的溫度，您可以借助 Steinhart-Hart 公式：T=1/(A0+A1(lnRT)+A3(lnRT3)） 來實(shí)現(xiàn)。 其中，T 為開氏溫度；RT 為熱敏電阻在溫度 T 時的阻值；而 A0、A1 和 A3 則是由熱敏電阻生產(chǎn)廠商提供的常數(shù)。

熱敏電阻的阻值會隨著溫度的改變而改變，而這種改變是非線性的，Steinhart-Hart 公式表明了這一點(diǎn)。在進(jìn)行溫度測量時，需要驅(qū)動一個通過熱敏電阻的參考電流，以創(chuàng)建一個等效電壓，|建設(shè)工程教育網(wǎng)|該等效電壓具有非線性的響應(yīng)。

您可以使用配備在微控制器上的參照表，嘗試對熱敏電阻的非線性響應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償。即使您可以在微控制器固件上運(yùn)行此類算法，但您還是需要一個高精度轉(zhuǎn)換器用于在出現(xiàn)極端值溫度時進(jìn)行數(shù)據(jù)捕獲。

另一種方法是，您可以在數(shù)字化之前使用“硬件線性化”技術(shù)和一個較低精度的 ADC。 其中一種技術(shù)是將一個電阻 RSER 與熱敏電阻 RTHERM 以及參考電壓或電源進(jìn)行串聯(lián)。

將 PGA（可編程增益放大器）設(shè)置為 1V/V，但在這樣的電路中，一個 10 位精度的 ADC 只能感應(yīng)很有限的溫度范圍（大約 ±25°C） 請注意，在 中對高溫區(qū)沒能解析。 但如果在這些溫度值下增加 PGA 的增益，就可以將 PGA 的輸出信號控制在一定范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi) ADC 能夠提供可靠地轉(zhuǎn)換，從而對熱敏電阻的溫度進(jìn)行識別。

微控制器固件的溫度傳感算法可讀取 10 位精度的 ADC 數(shù)字值，并將其傳送到 PGA 滯后軟件程序。 PGA 滯后程序會校驗(yàn) PGA 增益設(shè)置，并將 ADC 數(shù)字值與顯示的電壓節(jié)點(diǎn)的值進(jìn)行比較。

如果 ADC 輸出超過了電壓節(jié)點(diǎn)的值，則微控制器會將 PGA 增益設(shè)置到下一個較高或較低的增益設(shè)定值上。如果有必要，微控制器會再次獲取一個新的 ADC 值。

然后 PGA 增益和 ADC 值會被傳送到一個微控制器分段線性內(nèi)插程序。 從非線性的熱敏電阻|建設(shè)工程教育網(wǎng)|上獲取數(shù)據(jù)有時候會被看作是一項(xiàng)“不可能實(shí)現(xiàn)的任務(wù)”。

您可以將一個串聯(lián)電阻、一個微控制器、一個 10 位 ADC 以及一個 PGA 合理的配合使用，以解決非線性熱敏電阻在超過 ±25°C 溫度以后所帶來的測量難題。

6.熱處理工藝人員和操作人員必備的基礎(chǔ)知識有哪些

摘錄自《金屬熱處理工國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》

2 .2基礎(chǔ)知識

2.2.1基礎(chǔ)理論知識

(1)識圖知識。

(2) 金屬材料基礎(chǔ)知識。

(3)常用非金屬材料知識。

(4)熱傳遞基礎(chǔ)知識。

2.2.2 金屬熱處理工基礎(chǔ)知識

(1)常用熱處理設(shè)備知識（用途及基本結(jié)構(gòu)）。

(2)金屬的一般熱處理工藝、表面改性熱處理工藝。

(3)典型零件（主軸、齒輪等）的熱處理工藝。

(4)熱處理工藝管理知識。

(5)熱處理各種淬火介質(zhì)的冷卻性能知識。

(6)熱處理輔助設(shè)備、控溫儀表知識。

(7)熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)及校正知識。

2.2.3 工裝制作基礎(chǔ)知識

(1)識圖及繪圖。

(2)鉗工操作一般知識。

2.2.4 電工知識

(1)通用設(shè)備常用電器的種類及用途。

(2)電氣傳動及控制原理基礎(chǔ)知識。

(3)安全用電知識。

2.2.5 安全文明生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)知識

(1)現(xiàn)場文明生產(chǎn)要求。

(2)安全操作與勞動保護(hù)知識。

(3)環(huán)境保護(hù)知識。

2.2.6 質(zhì)量管理知識

(1)企業(yè)的質(zhì)量方針。

(2)崗位的質(zhì)量要求。

(3)質(zhì)量保證措施與責(zé)任。

2.2.7相關(guān)法律、法規(guī)知識

(1)勞動法相關(guān)知識。

(2)合同法相關(guān)知識。

7.怎么理解熱模擬的含義呢

研究傳熱現(xiàn)象的手段之一，主要用于求解熱傳導(dǎo)問題。

熱模擬試驗(yàn)在金屬熱變形研究中的應(yīng)用，熱模擬更多的是分析帶有功率器件的設(shè)備的溫度分布，從而來指導(dǎo)設(shè)備的散熱設(shè)計(jì)，避免功率因高溫而失效甚至燒毀。借助熱模擬來模擬電器的發(fā)熱情況，設(shè)計(jì)散熱器，看它們是否滿足要求，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后批量生產(chǎn)~還有現(xiàn)在的LED，那東西確實(shí)省電，但也會有功率的熱耗損（即發(fā)熱），如何對LED散熱也是現(xiàn)在比較關(guān)注的問題~除了這些電子設(shè)備，一些換熱器的設(shè)計(jì)也需要用熱模擬來確定其效率，從而更快的找到最優(yōu)的方案，不至于浪費(fèi)時間和金錢來進(jìn)行一大堆的實(shí)驗(yàn)~還有房間里空調(diào)送風(fēng)口的布置對室內(nèi)冷空氣分布的影響，對人體散熱的影響~~~等等 另外，熱模擬一般還伴隨有流體的流動，如風(fēng)冷的空氣，水冷的水或其他液體，所以熱模擬軟件也可用來確定一些純流動的問題，這個應(yīng)用就更多了，小到水龍頭的阻力特性，大到汽車和飛機(jī)行駛時的受力情況（這里面可能又有空氣動力學(xué)的問題），大家常說流線型的汽車飛機(jī)，這些設(shè)計(jì)也可以用熱模擬來進(jìn)行模擬和指導(dǎo)哦，專業(yè)的熱模擬軟件還可以模擬燃燒，反正只要你能想到的和熱有關(guān)的東西都可以用熱模擬來分析。