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真空 ›› 2025, Vol. 62 ›› Issue (5): 70-76.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2025.05.11

• 真空冶金与热工 • 上一篇    下一篇

基于ANSYS的真空烧结炉保温层参数优化*

王元晖, 周明旭, 李建昌   

  1. 东北大学机械工程与自动化学院 真空流体工程研究中心,辽宁 沈阳 110819
  • 收稿日期:2024-10-31 发布日期:2025-09-29
  • 通讯作者: 李建昌,教授,博导。
  • 作者简介:王元晖（1999-）,男,河南省洛阳市人,硕士研究生。
  • 基金资助:
    *山东省科技厅重点研发计划（重大科技创新工程）项目（2023CXGC010208）

ANSYS Parameter Optimization of Thermal Insulation Layer for Vacuum Sintering Furnace

WANG Yuanhui, ZHOU Mingxu, LI Jianchang   

  1. Vacuum and Fluid Engineering Research Center, School of Mechanical Engineering and Automation, Northeastern University, Shenyang 110819, China
  • Received:2024-10-31 Published:2025-09-29

摘要： 针对某型真空烧结炉的保温性能和炉内温度均匀性问题,利用传热学理论模型对其保温层参数进行优化,采用ANSYS稳态热分析法研究了保温层内侧石墨板厚度、外侧碳毡厚度及保温层与加热体距离对真空炉温度场的影响。结果表明：增加碳毡厚度可提高炉内保温性能及温度均匀性,但当厚度超过150 mm时进一步提升效果变得微弱;保温层与加热体距离为80 mm时,保温层内侧温度最高,达到1 008.5 ℃,相较于原始方案100 mm其均温点数增加了10.4％;而石墨板厚度对炉内温度场影响较小,可忽略。

关键词: 真空烧结炉, ANSYS稳态热分析, 保温性能, 温度均匀性

Abstract: To improve the thermal insulation performance and temperature uniformity of vacuum sintering furnace, the thermal insulation layer parameters were optimized using the theoretical model of heat transfer. The ANSYS steady-state thermal analysis method was used to study the effects of graphite plate thickness, carbon felt thickness, and the distance between the thermal insulation layer and the heating element on the thermal insulation performance and temperature field of the vacuum furnace. The results show that, 150 mm-thick carbon felt can largely improve the thermal insulation performance and temperature uniformity, but such improvement is little with further increasing the felt thickness. When the distance between the thermal insulation layer and the heating element is 80 mm, the temperature on the inner side of the thermal insulation layer reaches as high as 1 008.5 ℃. Moreover, compared with the case of original 100 mm-distance, the number of uniform temperature points increases by 10.4%. The thickness of the graphite plate has little and negligible effect on the temperature field.

Key words: vacuum sintering furnace, ANSYS steady-state thermal analysis, thermal insulation performance, temperature uniformity

中图分类号:  TF12

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