铜材退火罐热量回收利用装置传热分析

发布时间：2017-09-18 07:04

  本文关键词：铜材退火罐热量回收利用装置传热分析

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【摘要】：国家的发展进步离不开足够的能源储备做为基石,我国是一个能源紧缺的发展中国家,因而能源的高效利用受到了越来越多的关注。退火罐是一种常见的退火设备,在随炉退火后退火罐及其内部退火器件仍具有较高的温度,本课题就是研究如何高效的回收利用这部分热能。根据某厂的生产工艺,提出将高温退火罐及其内部的退火器件一起放置到风冷夹套中,以引风机作为动力促使常温空气从夹套顶部的进气口进入风冷夹套,从夹套底部的出气口流出,将从夹套出气口流出的高温空气输送到木材干燥室去干燥木材。空气在流经风冷夹套的过程中与退火罐外壁面发生对流换热而温度升高,把这部分高温空气作为木材干燥的热源,如此以来既能节省木材干燥时需要投入的能源又能减小未充分利用的热能对环境的污染破坏。根据计算流体力学的基本原理,运用Fluent软件对铜材退火罐(下文将退火罐及其内部的铜质退火器件合称为铜材退火罐)及风冷夹套进行了模拟计算。首先使用2D模型研究了退火罐外壁面及铜质退火器件的温度随时间的变化规律,然后使用3D模型研究了风冷夹套顶部的进气口数量对出气口的流速和温度的影响。采用了独立变量β用以表征流经风冷夹套的空气的取热率,也可视为夹套的冷却能力。同时考虑到木材干燥室对于热源空气温度的要求以及风冷夹套的冷却能力,最后决定取进气口数量为7个。
【关键词】：退火罐 Fluent 二维瞬态 三维稳态 独立变量β 进气口个数
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG155;TK124
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 文献综述10-13
• 1.2.1 数值模拟计算10-12
• 1.2.2 结构优化设计12-13
• 1.3 本课题的研究内容13-15
• 第二章 Fluent软件简介及其控制方程15-21
• 2.1 Fluent软件简介15
• 2.2 Fluent软件的优点15-16
• 2.3 数值模拟计算的基本控制方程16-17
• 2.3.1 质量守恒方程16
• 2.3.2 动量守恒方程16-17
• 2.4 湍流模型17-18
• 2.5 辐射模型18-19
• 2.5.1 辐射模型的选择18
• 2.5.2 辐射中的物理参数18-19
• 2.6 本章小结19-21
• 第三章 铜材退火罐外壁面温度变化规律21-31
• 3.1 风冷夹套及铜材退火罐的传热分析21-22
• 3.2 二维模型的建立及网格划分22-25
• 3.2.1 退火罐22
• 3.2.2 二维模型的建立22-24
• 3.2.3 二维模型网格划分24-25
• 3.3 模拟计算结果分析25-28
• 3.3.1 铜材退火罐外壁面温度随时间变化曲线25-26
• 3.3.2 铜质退火器件温度随时间变化曲线26-27
• 3.3.3 铜材退火罐的温度云图27
• 3.3.4 风冷夹套及铜材退火罐的传热过程分析27-28
• 3.4 铜材退火罐外壁面温度变化规律分析28
• 3.5 本章小结28-31
• 第四章 风冷夹套的研究31-41
• 4.1 风冷夹套模型的建立及网格划分31-33
• 4.1.1 风冷夹套模型的建立31-32
• 4.1.2 风冷夹套的网格划分32-33
• 4.2 模拟计算与结果分析33-36
• 4.2.1 压力云图33-34
• 4.2.2 迹线云图34
• 4.2.3 速度矢量图34-35
• 4.2.4 温度云图35-36
• 4.3 风冷夹套出气口的参数与进气口数量的关系36-37
• 4.3.1 出气口的流速与进气口数量的关系36
• 4.3.2 出气口的温度与进气口个数的关系36-37
• 4.4 风冷夹套的评价标准β37-38
• 4.5 本章小结38-41
• 结论41-43
• 参考文献43-45
• 致谢45-47
• 攻读硕士学位期间所取得的科研成果47

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本文编号：874060