顶燃蓄热式热风炉传热及流动过程的模拟研究

发布时间：2021-04-28 22:34

　　热风炉是高炉炼铁生产中的重要组成部分,主要功用就是为高炉提供高温且持续的热风,高风温是高炉炼铁中提高生铁的产量和质量、降低生产成本及能耗的有效措施之一,所以热风的温度及持续时间是评判热风炉工作性能的重要标准。而热风的温度及持续时间是由热风炉燃烧加热情况和送风换热情况决定,因此掌握热风炉内烟气和空气的流动及传热规律,尤其是烟气对蓄热体的加热过程、蓄热体对冷风的加热过程对于如何获取高风温及延长持续时间至关重要。为了掌握热风炉内烟气和空气的流动及传热规律,本文分别建立了顶燃蓄热式热风炉燃烧期和送风期三维流动及传热数学模型,而且本文引用多孔介质模型作为蓄热体部分进行通体模拟,同时根据相似原理建立1：12的冷态模型对所建数学模型的准确性进行检验。根据数值模拟的结果对分析制约目前所用热风炉的效率的因素,提出改进方法,同时采用本数学模型对改进后的热风炉内流动和传热过程进行分析对比,研究传统型热风炉和改进型热风炉的性能优劣。热风炉工作过程可以分为燃烧期和送风期两个阶段,在燃烧期：高炉煤气和助燃空气混合,以旋流状态喷入燃烧室的燃烧空间充分燃烧后,流入蓄热体,加热蓄热体,最后由烟道流出,通过模拟结果显示整... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 热风炉的分类及现状
        1.2.1 热风炉的分类
        1.2.2 热风炉的现状
    1.3 热风炉数值模拟发展及现状
    1.4 课题的研究目的及内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
第2章 热风炉数值模拟理论
    2.1 基本方程
    2.2 湍流流动模型理论
    2.3 辐射模型理论
    2.4 多孔介质模型理论
    2.5 燃烧模型理论
第3章 顶燃式热风炉燃烧期模拟结果分析
    3.1 传统炉型
        3.1.1 几何模型的建立
        3.1.2 网格划分
        3.1.3 边界条件
        3.1.4 fluent求解
        3.1.5 模拟结果分析
        3.1.6 提出改进
    3.2 改进型一：三向进气型
        3.2.1 结构与网格
        3.2.2 模拟结果分析
    3.3 改进型二：旋向进气型
        3.3.1 结构与网格
        3.3.2 模拟结果分析
    3.4 改进型三：三向旋转进气型
        3.4.1 结构与网格
        3.4.2 模拟结果分析
    3.5 改进型四：不同喷嘴角度
        3.5.1 速度矢量图对比
        3.5.2 主截面温度分布图对比
第4章 顶燃式热风炉送风期模拟结果分析
    4.1 传统炉型
        4.1.1 速度矢量图
        4.1.2 出口风温随时间变化规律
    4.2 改进型一：三向进气型
        4.2.1 速度矢量图
        4.2.2 出口风温随时间变化规律
    4.3 改进型二：旋向进气型
        4.3.1 速度矢量图
        4.3.2 出口风温随时间变化规律
    4.4 改进型三：三向旋转进气型
        4.4.1 速度矢量图
        4.4.2 出口风温随时间变化规律
    4.5 改进型四：不同喷嘴角度
        4.5.1 速度矢量图对比
        4.5.2 出口风温随时间变化规律对比
        4.5.3 三个喷嘴角度的出口风温随时间变化规律
第5章 冷态模型实验
    5.1 冷态模型建立
        5.1.1 实验模型的设计原则
        5.1.2 模型实验的相似条件
        5.1.3 模型材料的选择与定性差数
    5.2 冷态模型实验
        5.2.1 实验模型
        5.2.2 实验装置
        5.2.3 供风系统
        5.2.4 实验设备
        5.2.5 实验方法
    5.3 冷态模型结果分析
        5.3.1 进行实验模型的前提条件
        5.3.2 实验结果
第6章 结论
专题1 不同挡板角度对炉箅子的影响
    1、热风炉底部炉箅子的几何模型及网格
    2、不同挡板的几何模型
    3、不同挡板角度对结果的影响
    4、结论
专题2 不同类型的格子砖的蓄热性能对比
    1、不同类型格子砖的几何模型和网格
    2、不同类型格子砖在加热期的性能对比
    3、不同类型格子砖在冷风期的性能对比
    4、结论
参考文献
致谢



本文编号：3166294