摘  要
随着空间结构、新能源和环保等高新技术的发展，结构陶瓷材料显示出广泛的应用前景，烧结炉作为陶瓷材料烧结不可或缺的设备，对烧结成型乃至结构陶瓷优良性能的获得都起着十分重要的作用，烧结炉在工作过程中因炉内总体温度高，炉内气氛复杂，各种气体之间反应剧烈；炉内热能传递主要以辐射传热为主，炉温分布存在梯度，并且炉内热起伏时刻处于变化中，各微区温度分布不均，炉温不易准确测定，因此烧结炉内的热场分布是影响陶瓷烧结质量的直接因素，烧结炉非均匀热场分布的研究正成为一个倍受关注的重要课题。
本文在前人研究烧结炉理论和实践经验的基础上，结合材料工程中心的实际烧结设备情况，通过理论的分析，将钟罩式高温烧结炉所使用的N2气氛作透明气体处理，鉴于石墨毡保温层的吸收系数比较高，所以程式运算中把气体吸收热能和辐射换热、石墨毡的反射热能均不给于考虑，即在气体不吸收和散射热能、石墨毡不反射热能这两个假设条件下进行。对比各种数值模拟分析方法后，认为蒙特卡罗法作为一种有效的统计数值模型，对研究热学领域的能量流向问题具有其他方法不可比拟的优势，因此选用蒙特卡罗法作为研究烧结炉非均匀热场的工具，对实际钟罩式高温烧结炉进行精细的数学处理和网格划分，把吸收热能的石墨毡保温层只作纵向划分网层。将热源划分为若干个不同的面元，假定在单位时间内从各面元辐射的能量分成若干个能束，把辐射传热过程看作是能束的随机直线运动。借助计算机的高容量和高运算速度，编辑VB运算程式，为了简便计算程序，调用VB里的随机函数赋值来代替概率统计方法中的随机抽样法来决定每个面元各能束的发射方向，从而来确定能束落在哪一个石墨毡的网层上被吸收。运行程式所获得的热能分布情况和实验所获得的温度分布进行比较，表明加热器壁面辐射热流量的分布规律和数值符合实际试验过程炉温的发展历程和结果，说明蒙特卡罗法是一种研究烧结炉内非均匀热能分布特征的有效方法，也为进一步研究烧结炉温度场变化提供第一手资料。

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