उन्नत समग्र उच्च तापमान तापीय उपकरण के विकास की प्रवृत्ति

तथाकथित मिश्रित सामग्री एक निश्चित प्रक्रिया प्रौद्योगिकी का उपयोग करके दो या दो से अधिक घटक सामग्रियों द्वारा तैयार की गई एक मल्टीफ़ेज़ नई सामग्री प्रणाली को संदर्भित करती है, और इसका व्यापक प्रदर्शन संबंधित घटक सामग्रियों से बेहतर है। उन्नत मिश्रित सामग्री से तात्पर्य उच्च प्रदर्शन सुदृढीकरण जैसे कार्बन फाइबर, अरामोंग और अन्य उच्च प्रदर्शन गर्मी प्रतिरोधी पॉलिमर से बनी मिश्रित सामग्री से है, जिसमें धातु आधार, सिरेमिक आधार और कार्बन (ग्रेफाइट) आधार और कार्यात्मक मिश्रित सामग्री शामिल है। मिश्रित सामग्री की प्रत्येक घटक सामग्री प्रदर्शन में एक सहक्रियात्मक भूमिका निभाती है। पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में, इसमें उच्च विशिष्ट शक्ति, हल्के वजन, उच्च विशिष्ट मापांक और अच्छा थकान प्रतिरोध है। और अच्छा कंपन भिगोना प्रदर्शन और कई अन्य फायदे, व्यापक रूप से राष्ट्रीय रक्षा उद्योग, एयरोस्पेस, ऑटोमोबाइल विनिर्माण और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किए जाते हैं।

हाई-टेक क्षेत्रों के विकास के साथ, विशेष रूप से उन्नत एयरोस्पेस उपकरण प्रौद्योगिकियों जैसे अल्ट्रा-हाई-स्पीड मिसाइलों, बड़े लॉन्च वाहनों, अंतरिक्ष कैप्सूल, सुपरसोनिक सेनानियों और बड़े विमानों की नई पीढ़ी के विकास के साथ, और लोगों के सुधार के साथ संसाधन संरक्षण और पर्यावरण संरक्षण के बारे में जागरूकता के कारण, उन्नत समग्र सामग्रियों की आवश्यकताएं धीरे-धीरे बढ़ रही हैं। इसलिए, उन्नत मिश्रित सामग्रियों के उच्च तापमान थर्मल उपकरण की मांग अधिक से अधिक हो रही है। तथाकथित "सामग्रियों की पीढ़ी, उपकरणों की पीढ़ी" के रूप में, उन्नत मिश्रित सामग्रियों के विकास के इतिहास से पता चलता है कि नई सामग्रियों की एक पीढ़ी का उद्भव नए उपकरणों की एक पीढ़ी के अनुसंधान और विकास और एक पीढ़ी के विकास का समर्थन करता है। नए उपकरणों का उपयोग नई सामग्रियों की एक पीढ़ी के अनुप्रयोग की ओर ले जाता है।

उच्च तापमान प्रतिरोधी उन्नत मिश्रित सामग्री की तैयारी प्रक्रिया भी लगातार शुरू की जाती है, लेकिन कोई फर्क नहीं पड़ता कि किस प्रकार की तैयारी प्रक्रिया है, थर्मल उपकरण का उपयोग किया जाना चाहिए। कार्बन फाइबर, कार्बन/कार्बन मिश्रित सामग्री और अधिकांश सिरेमिक मैट्रिक्स मिश्रित सामग्री की तैयारी प्रक्रिया में, अकार्बनिक या सिरेमिक कच्चे माल की एक प्रक्रिया होती है, और गैर-ऑक्साइड घटकों के ऑक्सीकरण से बचने के लिए इस प्रक्रिया को विशेष थर्मल उपकरण द्वारा पूरा किया जाना चाहिए। जैसे कार्बन फाइबर, कार्बन मैट्रिक्स, उच्च तापमान पर कार्बनिक कच्चे माल। धातु मैट्रिक्स कंपोजिट के लिए, तैयारी प्रक्रिया में अक्सर वैक्यूम एनीलिंग, शमन और कार्बराइजिंग जैसी गर्मी उपचार प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है, और इन प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए विशेष थर्मल उपकरण की भी आवश्यकता होती है। बात सिर्फ इतनी है कि विभिन्न प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले थर्मल उपकरणों की संरचना, सिद्धांत और कार्य अलग-अलग होते हैं। उदाहरण के लिए, सोल-जेल प्रक्रिया द्वारा तैयार SiO2f/SiO2 मिश्रित सामग्री और घटकों को जलाने के लिए उपयोग की जाने वाली मफल भट्टी संरचना, सिद्धांत और कार्य में अपेक्षाकृत सरल है; उदाहरण के लिए, सीवीआई प्रक्रिया द्वारा सीएफ/एसआईसी मिश्रित सामग्री और घटकों की तैयारी में उपयोग की जाने वाली सीवीआई भट्टी में बहुत अधिक जटिल संरचना, सिद्धांत और कार्य होता है। हालाँकि, ये थर्मल उपकरण सरल हैं या नहीं, उनका प्रदर्शन स्तर अक्सर तैयार सामग्रियों और घटकों के प्रदर्शन स्तर को निर्धारित करता है, जिसे तथाकथित "उपकरण की पीढ़ी, सामग्री की पीढ़ी" कहा जाता है।

उन्नत एयरोस्पेस और अन्य क्षेत्रों में उपकरण प्रौद्योगिकी के विकास का समर्थन करने के लिए, साथ ही, संसाधनों और पर्यावरण संरक्षण को बचाने में मदद करने के लिए, उन्नत समग्र सामग्रियों का प्रदर्शन जारी है, संबंधित तैयारी प्रक्रिया में लगातार सुधार किया गया है , जिससे उन्नत समग्र थर्मल उपकरण प्रौद्योगिकी की प्रगति हुई और बड़े पैमाने पर, एकीकृत, स्वचालित, बुद्धिमान और हरित दिशा की ओर अग्रसर हुआ।

एयरोस्पेस उद्योग के निरंतर विकास और हल्के वजन, विश्वसनीयता और आराम की बढ़ती मांग के साथ, कई घटकों को एक पूरे में संयोजित करने और घटकों की संख्या को कम करने की उम्मीद है, जिससे एयरोस्पेस घटकों का आकार बड़ा और बड़ा हो जाता है, और बड़े पैमाने पर थर्मल उपकरण अधिक से अधिक आवश्यक हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, एक एयरोस्पेस वाहन के उन्नत समग्र घटक का उपस्थिति आकार 3000 * 3000 * 4000 मिमी जितना बड़ा है, और संबंधित थर्मल उपकरण शेल का आकार 6000 * 6000 * 10000 मिमी जितना बड़ा है।

पारंपरिक थर्मल उपकरण विनिर्माण घटक का आकार सीमित है, और घटक स्प्लिसिंग पर निर्भर करता है, इसकी स्थिरता खराब है, और यह बेहतर बड़े पैमाने पर उत्पादन नहीं हो सकता है। बड़े पैमाने पर थर्मल उपकरण बड़े घटकों का उत्पादन कर सकते हैं, जो एयरोस्पेस उद्योग की जरूरतों को पूरा करने की संभावना प्रदान करता है। साथ ही, बड़े पैमाने पर थर्मल उपकरणों के बाद, एक उत्पादन में अधिक घटकों का निर्माण किया जा सकता है, जिससे उत्पादन दक्षता में सुधार हो सकता है और लागत कम हो सकती है।

थर्मल उपकरणों के बड़े पैमाने पर अनुसंधान और विकास की प्रक्रिया में, सिमुलेशन के माध्यम से उपकरण तापमान क्षेत्र और प्रवाह क्षेत्र का अनुकूलन एक महत्वपूर्ण विकास प्रवृत्ति है, और यह संबंधित उपकरणों के थर्मल विस्तार गुणांक को समायोजित और अनुकूलित करने का एक महत्वपूर्ण तकनीकी साधन भी है। घटक, थर्मल विस्तार की पूर्ण मात्रा में वृद्धि और उच्च तापमान पर हीटिंग तत्वों की विस्तार विफलता की समस्या का समाधान करते हैं।

थर्मल उपकरण के विकास में एक और प्रवृत्ति एकीकरण है, यानी, संबंधित सामग्रियों की विभिन्न प्रक्रियाओं के थर्मल उपकरण को उपकरणों के एक/सेट में एकीकृत किया जाता है। एकीकरण प्रत्येक प्रक्रिया की ताप और शीतलन प्रक्रिया को कम कर सकता है, ऊर्जा की खपत को कम कर सकता है, उत्पादन दक्षता में सुधार कर सकता है, और यहां तक ​​कि आंतरायिक उत्पादन से निरंतर उत्पादन में परिवर्तन का एहसास कर सकता है और उत्पाद प्रदर्शन में सुधार कर सकता है। उदाहरण के लिए, कार्बन फाइबर की तैयारी में आम तौर पर पूर्व-ऑक्सीकरण, कम तापमान कार्बोनाइजेशन, उच्च तापमान कार्बोनाइजेशन, ग्राफिटाइजेशन और अन्य गर्मी उपचार प्रक्रियाएं शामिल होती हैं। पारंपरिक प्रक्रिया में, इन प्रक्रियाओं के थर्मल उपकरण एक-दूसरे से स्वतंत्र होते हैं, इसलिए पूरी प्रक्रिया रुक-रुक कर होती है, जाहिर है, प्रत्येक प्रक्रिया में हीटिंग और कूलिंग प्रक्रिया होती है, और प्रक्रियाओं के बीच स्थानांतरण प्रक्रिया भी होती है। यदि इन प्रक्रियाओं के थर्मल उपकरणों को निरंतर उत्पादन उपकरण बनाने के लिए थर्मल उपकरणों के एक/सेट में व्यवस्थित रूप से संयोजित और एकीकृत किया जाता है, तो यह न केवल उत्पादन दक्षता में सुधार करता है, बल्कि प्रत्येक प्रक्रिया के मूल थर्मल उपकरणों द्वारा खपत और बर्बाद होने वाली गर्मी ऊर्जा को भी बचाता है। गर्म करने और ठंडा करने के कारण. इतना ही नहीं, एकीकृत निरंतर उत्पादन, बल्कि फाइबर की गुणवत्ता पर पारंपरिक प्रक्रिया प्रक्रियाओं के बीच स्थानांतरण प्रक्रिया के दौरान हवा के प्रतिकूल प्रभाव को भी प्रभावी ढंग से समाप्त करता है, फाइबर की गुणवत्ता में सुधार करता है।

उत्पाद के कार्य को मॉड्यूल में विभाजित किया गया है, प्रत्येक मॉड्यूल को अलग से डिज़ाइन किया गया है, और मॉड्यूल की सार्वभौमिकता में सुधार हुआ है, लेकिन मॉड्यूल के बीच कनेक्शन सरल और कुशल है। यह उत्पाद डिज़ाइन चक्र को कम करता है, उत्पाद विकास की दक्षता में सुधार करता है, और उपकरण के उपयोग के दौरान ओवरहाल और रखरखाव दक्षता में सुधार करता है, जिससे उपयोगकर्ता की ओवरहाल और रखरखाव लागत कम हो जाती है। थर्मल उपकरणों के एकीकृत विकास की कठिनाई यह है कि प्रत्येक प्रक्रिया एक दूसरे को प्रभावित नहीं करती है। पिछली प्रक्रिया के अप्रयुक्त कच्चे माल या अधूरे उत्पाद अगली प्रक्रिया की प्रक्रिया को प्रभावित नहीं कर सकते हैं, या प्रक्रिया के उत्पादों को पिछली प्रक्रिया में वापस नहीं किया जा सकता है। साथ ही, यदि प्रत्येक प्रक्रिया के बीच अलग-अलग वायुमंडलों को संरक्षित किया जाता है, तो विभिन्न वायुमंडलों के बीच मिश्रण और अन्य प्रभाव उत्पन्न नहीं किए जा सकते हैं।

थर्मल उपकरण स्वचालित नियंत्रण प्रणाली को अपनाते हैं, उत्पादन प्रक्रिया में तापमान, वातावरण, दबाव और अन्य पैरामीटर स्वचालित रूप से उपकरण द्वारा नियंत्रित होते हैं, मैन्युअल संचालन और मानव निर्मित विचलन या गलत संचालन को कम करते हैं, उत्पादन प्रक्रिया की सटीकता में सुधार करते हैं। इसके अलावा, पारंपरिक थर्मल उपकरण के साथ सामग्रियों के मैन्युअल परिवहन की तुलना में, प्रत्येक प्रक्रिया के बीच सामग्रियों का स्वचालित वजन, फीडिंग, डिस्चार्जिंग और सामग्रियों का स्वचालित परिवहन उत्पाद की गुणवत्ता पर मानव कारकों के प्रभाव को कम करता है और गुणवत्ता स्थिरता में सुधार करता है। साथ ही, मैन्युअल संचालन में कमी उत्पादन सुरक्षा खतरों को कम करने के लिए अनुकूल है। इसके अलावा, नए सामग्री उद्योग के विकास और विभिन्न नई प्रक्रियाओं के अनुप्रयोग के साथ, ऑपरेटरों की आवश्यकताएं अधिक से अधिक होती जा रही हैं। उपकरण स्वचालन में सुधार और उपकरण संचालन के सरलीकरण से उत्पादन प्रक्रिया में कर्मियों के लिए तकनीकी आवश्यकताओं, प्रबंधन आवश्यकताओं और प्रशिक्षण चक्रों को कम किया जा सकता है और श्रम लागत को कम किया जा सकता है।

ऑटोमेशन के आधार पर इंटेलिजेंस की दिशा में और विकास करना जरूरी है। थर्मल उपकरणों की बुद्धिमान तकनीक में शामिल होना चाहिए: आत्म-जागरूकता (उन्नत सेंसिंग तकनीक, इंटरनेट ऑफ थिंग्स), बुद्धिमान विश्लेषण और निर्णय लेना (क्लाउड कंप्यूटिंग, बुद्धिमान नियंत्रण), आत्म-शिक्षा और आत्म-अनुकूलन (बड़े डेटा की भविष्यवाणी, निदान और अनुकूलन)।

बुद्धिमान थर्मल उपकरण के लिए, सबसे पहले, इसमें सेल्फ-सेंसिंग फ़ंक्शन होना चाहिए, यानी, उन्नत सेंसिंग तकनीक के माध्यम से, उपकरण में विभिन्न प्रासंगिक मापदंडों का वास्तविक समय ऑनलाइन सटीक पता लगाना और उन्नत मिश्रित सामग्री तैयार करने की प्रक्रिया, और यहां तक ​​कि इसमें शामिल होना चाहिए। तैयार सामग्रियों और घटकों के प्रासंगिक गुण। और कथित डेटा का निरीक्षण उपकरण के डेटा इंटेलिजेंट प्रोसेसर या उपकरण निर्माता के डेटा प्रोसेसिंग सेंटर को प्रेषित किया जाता है। फिर डेटा इंटेलिजेंट प्रोसेसर या उपकरण निर्माता का डेटा प्रोसेसिंग सेंटर क्लाउड कंप्यूटिंग के माध्यम से इन डेटा का विश्लेषण करता है, और संबंधित विश्लेषण परिणामों के अनुसार स्वचालित रूप से संबंधित उपकरण एजेंसियों को समायोजन निर्देश जारी करता है, और संबंधित एजेंसियां ​​निर्देशों के अनुसार पैरामीटर समायोजन प्राप्त करती हैं। अंत में, बुद्धिमान उपकरणों में स्व-सीखने और अनुकूली क्षमता होनी चाहिए, अर्थात, बुद्धिमान थर्मल उपकरण संसाधित होने वाली सामग्रियों या घटकों के प्रारंभिक और अंतिम प्रदर्शन मापदंडों पर आधारित हो सकते हैं, बड़े डेटा भविष्यवाणी, निदान और अनुकूलन पर आधारित हो सकते हैं, स्वचालित रूप से उचित उपकरण और प्रक्रिया पैरामीटर, सामग्री और घटकों का ताप उपचार दें।

इसके अलावा, थर्मल उपकरणों की इंटेलिजेंस में उपकरणों की जानकारी भी शामिल होनी चाहिए। अर्थात्, बुद्धिमान विश्लेषण और निर्णय लेने और स्वयं में सुधार के लिए उपकरण की जानकारी को डिजिटाइज़ करना और यहां तक ​​कि कल्पना करना, उपकरण को नेटवर्क से जोड़ना, इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स स्थापित करना और एकत्रित डेटा को उपकरण डेटा सेंटर में संग्रहीत करना आवश्यक है। सीखने और अनुकूली क्षमता और बुद्धिमान थर्मल उपकरण का स्तर।

थर्मल उपकरणों के व्यापक विकास में न केवल उपकरणों के प्रदर्शन पर ध्यान देना चाहिए और सामग्री और घटकों के प्रदर्शन और उत्पादन दक्षता में सुधार में योगदान देना चाहिए, बल्कि "उच्च दक्षता, कम ऊर्जा खपत, कम उत्सर्जन, शून्य" के अभ्यास को भी अधिकतम करना चाहिए। उत्सर्जन" हरित उत्पाद निर्माण अवधारणा वर्तमान विकास प्रवृत्ति के तहत औद्योगिक विनिर्माण की जोरदार वकालत करती है, और उपकरण डिजाइन और विनिर्माण प्रक्रिया को अनुकूलित और बेहतर बनाने का प्रयास करती है। सामग्री और घटक तैयारी प्रक्रिया की आवश्यकताओं को पूरा करते समय, ऊर्जा उपयोग दक्षता में यथासंभव सुधार करना और सामग्री तैयारी प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न अपशिष्ट गैस से मानव शरीर और पर्यावरण को होने वाले नुकसान और प्रदूषण को कम करना आवश्यक है।

उदाहरण के लिए, थर्मल उपकरणों के डिजाइन और निर्माण की प्रक्रिया में, हुनान डिंगली टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड ने कंप्यूटर-सहायता प्राप्त डिजाइन और सिमुलेशन के माध्यम से भट्ठी की संरचना, हीटिंग तत्व के आकार और वितरण को अनुकूलित किया, जिससे ऊर्जा की बचत और तापमान के समीकरण में सुधार हुआ। उपकरण। साथ ही, गर्मी हस्तांतरण की गणना और डिजाइन के माध्यम से, अस्तर की गर्मी अपव्यय और गर्मी भंडारण को कम करने, भट्ठी के तापमान की एकरूपता में सुधार करने और सतह के तापमान को कम करने के लिए नई गर्मी-इन्सुलेटिंग अस्तर संरचना को अपनाया जाता है। उपकरण भट्टी खोल की बाहरी दीवार 20℃ तक। इसके अलावा, अवरक्त विकिरण कोटिंग और अन्य नई ऊर्जा-बचत सामग्री के उपयोग के माध्यम से, और साथ ही हल्के ईंट, दुर्दम्य फाइबर, मिश्रित अस्तर के उपयोग के माध्यम से, भट्ठी के खोल की बाहरी दीवार के ताप विकिरण को कम किया जाता है, गर्मी को कम किया जाता है। नुकसान, हीटिंग का समय कम करें। अस्तर सामग्री हल्के दुर्दम्य और थर्मल इन्सुलेशन सिरेमिक फाइबर बोर्ड से बनी है। पारंपरिक ऑल-ईंट संरचना अस्तर की तुलना में, गर्मी की हानि और गर्मी भंडारण हानि बहुत कम हो जाती है। फाइबर उत्पाद वजन में हल्के और विशिष्ट ताप क्षमता में छोटे होते हैं, जो इन्सुलेशन परत की मोटाई को लगभग 1/3 तक कम कर सकते हैं, इसलिए कुल वजन लगभग 30% कम हो जाता है। इसके अलावा, उपकरण की भट्ठी अस्तर पूरे फाइबर संरचना को अपनाती है, सामग्री भट्ठी के तापमान में उतार-चढ़ाव की घटना की गर्मी उपचार प्रक्रिया में दिखाई नहीं देगी, पारंपरिक भट्ठी संरचना की तुलना में लगभग 30% ऊर्जा की बचत होती है, टेल गैस उपचार तकनीक का अनुकूलन होता है, थर्मल दक्षता में सुधार, निकास गैस उत्सर्जन को कम करें। अंत में, प्रक्रिया में उत्पादित टेल गैस की संरचना के अनुसार, संबंधित टेल गैस उपचार उपकरण डिज़ाइन किया गया है, और इसमें मौजूद हानिकारक पदार्थों को टेल गैस के हानिरहित उत्सर्जन का एहसास करने के लिए उपचारित किया जाता है।

"यदि आप एक अच्छा काम करना चाहते हैं, तो आपको पहले अपने उपकरणों को तेज करना होगा", उपकरण निर्माण प्रौद्योगिकी का विकास चीन के नए सामग्री उद्योग के प्रचार और परिवर्तन में एक महत्वपूर्ण कारक बन गया है। समग्र सामग्री उद्योग की तकनीकी प्रगति को बढ़ावा देने और "चीन में निर्मित" से "चीन में निर्मित" में परिवर्तन का एहसास करने के लिए उन्नत समग्र सामग्री से संबंधित थर्मल उपकरण विनिर्माण प्रौद्योगिकी के विकास में तेजी लाना बहुत महत्वपूर्ण है।