基于吹吸方式的炉鼻子内锌蒸气控制研究

发布时间：2023-02-07 13:41

　　热镀锌带钢广泛应用于建筑装饰材料、汽车以及家用电器外壳等,锌灰缺陷会在其表面形成白色条状或点状痕迹,影响美观,使带钢品质下降。锌灰缺陷在带钢热镀锌生产线炉鼻子区域产生。炉鼻子下方的锌液面蒸发产生锌蒸气,冷凝后积聚成锌灰,在镀锌时黏附带钢表面,形成锌灰缺陷。本文使用吹吸方式控制炉鼻子内锌蒸气,探讨了炉鼻子内吹吸式排风系统对锌蒸气的控制效果。(1)论文设计了炉鼻子吹吸式排风实验装置,在流体为常温常压的空气时,设置了2种工况,测量不同工况下炉鼻子吹吸流场速度,并将实验结果与数值模拟值对比,平均相对误差为9.9%,结果表明,数值模拟模型选择合理。(2)在工业条件下,论文使用射流末端速度控制法、临界断面法和新流量比法对炉鼻子内吹吸式排风进行了初步设计,通过数值模拟得到各方案锌蒸气捕集效率,分析总风量与锌蒸气捕集效率后得到初步设计结果为:吹风速度3.0～7.0 m/s,吸风速度1.0～5.0 m/s,吹风口高度0.01～0.04 m,吸风口高度0.1～0.3 m,吸风口位置0.15～0.2 m。(3)在初步设计结果的基础上,进行两次五因素三水平正交设计。第一次正交设计的27组数值模拟优化了参数取值...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 带钢热镀锌装备及工艺
    1.3 热镀锌带钢表面锌灰及锌蒸气控制研究现状
        1.3.1 炉鼻子内的锌蒸气与锌灰
        1.3.2 研究现状
    1.4 吹吸式排风
        1.4.1 吹吸式排风方式
        1.4.2 吹吸式排风系统研究现状
    1.5 研究内容
第2章 炉鼻子内两相流动数值模拟
    2.1 数值模拟过程
    2.2 数值模拟控制方程
        2.2.1 流体运动控制方程
        2.2.2 组分控制方程
        2.2.3 湍流模型
        2.2.4 壁面函数法
        2.2.5 边界条件
    2.3 控制方程离散
    2.4 网格的生成
    2.5 数值模拟的SIMPLE算法
    2.6 数值模拟计算
    2.7 本章小结
第3章 常温下炉鼻子内吹吸式排风气体流动数值模拟与实验研究
    3.1 气体流动实验研究
        3.1.1 炉鼻子模型结构参数
        3.1.2 实验装置
        3.1.3 实验方案
    3.2 气体流动数值模拟
        3.2.1 吹风速度和吸风速度
        3.2.2 网格无关性分析
    3.3 数值模拟值与实验结果的比较
    3.4 本章小结
第4章 工业条件下炉鼻子内吹吸式排风优化研究
    4.1 炉鼻子内吹吸式排风系统初步设计
        4.1.1 吹吸式排风经典设计方法
        4.1.2 初步设计结果
    4.2 经典设计方法的比较研究
        4.2.1 几何模型参数
        4.2.2 边界条件
        4.2.3 气流速度场的比较
        4.2.4 锌蒸气浓度的比较
        4.2.5 锌蒸气的捕集效率及总风量分析
    4.3 炉鼻子内吹吸式排风系统的优化研究
        4.3.1 正交实验设计方案
        4.3.2 锌蒸气的捕集效率分析
        4.3.3 气流速度和锌蒸气浓度分析
        4.3.4 水平值的优化
    4.4 炉鼻子内吹吸式排风系统的优化分析
        4.4.1 正交实验设计方案
        4.4.2 锌蒸气的捕集效率分析
        4.4.3 气流速度和锌蒸气浓度分析
        4.4.4 因素重要性排序
        4.4.5 锌蒸气捕集效率计算公式
        4.4.6 吸风量计算公式
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3736931