烧结机料层温度场数值模拟及烧结终点研究
发布时间：2021-07-08 17:29
摘要：烧结终点控制决定烧结矿的产量和质量,在铁矿石烧结生产中起着至关重要的作用。目前烧结终点控制方法存在模糊性、滞后性和精确性不高等缺点,基于此,本文运用数值模拟的方法对烧结机料层温度场进行分析,得出料层烧结至终点所需时间,同时分析了各主要烧结参数对料层烧结至终点所需时间的影响,并对参数进行优化,为烧结终点前馈控制和节能高效的烧结生产提供理论依据,主要内容和结论如下：分析了铁矿石烧结造块的原理及烧结系统的工作原理,建立了模拟烧结机料层温度场的湍流模型、多孔介质模型、化学反应模型及其相应的控制方程,为烧结机料层温度场的数值模拟奠定基础。应用CFD软件对烧结机料层温度场进行数值模拟,得出了料层烧结至终点所需时间,分析了燃烧带的迁移速度和最高温度的变化规律,建立了烧结终点参数监测点布局方法。研究了抽风机负压、料层厚度、焦炭配比和料层颗粒当量直径四个烧结参数分别对料层烧结至终点所需时间的影响,并优化各参数以实现节能高效的烧结生产。在不同的料层厚度下,改变抽风机负压对烧结机料层温度场进行数值模拟,得出不同料层厚度下的最优抽风机负压值,实现在不同烧结产量下通过调节抽风机负压稳定烧结终点。改变抽风机...
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
带式烧结机结构简图
箱外侧宽2100mm，抽风支管直径为1000mm，两漏风口长11400mm,宽298trun。烧结机几何模型如图2-1所示：台车长度方1?(纵1?) \ ?&车雄方向(横向）料层 “、漏风口 El mI mm 第三对抽_第-对抽风支管 第二对抽风支管图2-1烧结机几何模型9
法是对瑞流流动作一定的简化处理，根据其方法的不同，主要分为大祸模拟法、雷诺平均法和统计平均法端流模拟方法的内容如图2-2所示：满流数值模拟方法 I I . I大满模拟方法I I雷诺平均法I I直径数值模拟 I 1雷诺应力模型I I锅粘模型i I I I雷诺应力I i代数应力I I双方程模型I I单方程模型丨I零方程模型方程模型I ,方程模型丨 I 丨，，i h ].标准k-￡模型IRNG k-e模型I Realizable 其它模型k—e 模型图2-2瑞流模拟方法目前，双方程模型是广泛使用的瑞流模型，其包括标准的/t-di型(standard k-s)、修正的 k模型(RNG k-s)和可实现的 模型(Realizable k-s、。Standard he模型应用最普遍，计算量最少，精度较高，模拟旋流和绕流的端流流动时有缺陷，因此，对精度要求不是很高的一般工程计算中，StandarcU-di型能12
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁矿石烧结过程传热传质数值模拟[J]. 张小辉,张家元,张建智,苏浩,周孑民. 中南大学学报(自然科学版). 2013(02)
[2]烧结床层的热质分析[J]. 刘斌,冯妍卉,姜泽毅,张欣欣. 化工学报. 2012(05)
[3]多孔焦炭燃烧特性的模型构建及数值模拟[J]. 王潜龙,汪小憨,曾小军,赵黛青. 工程热物理学报. 2012(01)
[4]基于模糊满意度的烧结过程多目标优化控制[J]. 向婕,吴敏,曹卫华,段平. 化工学报. 2010(08)
[5]Effect of sinter layer porosity distribution on flow and temperature fields in a sinter cooler[J]. Jik-chang Leong,Kai-wun Jin,Jia-shyan Shiau,Tzer-ming Jeng,Chang-hsien Tai. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2009(03)
[6]城市固体垃圾床层内燃烧过程数值模拟[J]. 孙锐,费俊,张勇,梁立刚,吴少华. 中国电机工程学报. 2007(32)
[7]高水分城市固体垃圾床层燃烧的数值模拟研究[J]. 张勇,朱新源,梁海东,姚东,孙锐. 节能技术. 2007(05)
[8]铁矿石烧结终点的优化控制[J]. 范晓慧,陈许玲,姜涛,袁晓丽. 华中科技大学学报(自然科学版). 2006(11)
[9]烧结过程烧结终点的预测与智能控制策略的研究及应用[J]. 向齐良,吴敏,向婕,冯国辉. 信息与控制. 2006(05)
[10]烧结终点控制模型及试验分析[J]. 刘颖,刘晓超,郗安民. 钢铁. 2006(04)
博士论文
[1]粉末固相烧结的数值模拟和理论问题研究[D]. 牛玉.中国科学技术大学 2013
[2]铁矿石烧结过程的数值模拟与试验验证[D]. 赵加佩.浙江大学 2012
[3]燃煤链条锅炉燃烧的数值建模及配风与炉拱的优化设计[D]. 季俊杰.上海交通大学 2008
[4]低挥发份煤及其混煤燃烧数值模拟与试验研究[D]. 方庆艳.华中科技大学 2007
[5]铁矿石烧结过程热状态模型的研究与应用[D]. 龙红明.中南大学 2007
[6]煤粉近壁燃烧模型构建及液排渣式燃烧器的特性研究[D]. 汪小憨.中国科学技术大学 2006
[7]烧结过程状态集成优化控制指导系统的研究[D]. 陈许玲.中南大学 2006
[8]烧结过程智能实时操作指导系统的研究[D]. 李桃.中南大学 2000
硕士论文
[1]玻璃纤维窑炉燃烧制度的数值模拟研究及优化[D]. 李良.济南大学 2012
[2]稻壳火床燃烧过程研究[D]. 陈耀耀.南京理工大学 2012
[3]生物质成型燃料在回转窑内燃烧的数值模拟[D]. 杨威.武汉理工大学 2011
[4]基于数值模拟的烧结终点在线控制[D]. 李黎.中南大学 2011
[5]烧结料层温度场模拟模型和烧结矿质量优化专家系统的研究[D]. 彭坤乾.中南大学 2011
[6]化学链燃烧系统设计与计算流体力学模拟[D]. 张少华.华中科技大学 2011
[7]燃烧制度对玻璃池窑中玻璃液流动影响的数值模拟[D]. 韩韬.济南大学 2010
[8]MnZn铁氧体烧结过程中温度场模拟[D]. 马丽娟.南京理工大学 2010
[9]环式冷却机冷却功效数值分析与漏风率测试方法研究[D]. 曾琦.中南大学 2010
[10]活性炭吸附储氢热效应的CFD模拟与优化控制[D]. 邓彩华.武汉理工大学 2009
本文编号：3272015
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
带式烧结机结构简图
箱外侧宽2100mm，抽风支管直径为1000mm，两漏风口长11400mm,宽298trun。烧结机几何模型如图2-1所示：台车长度方1?(纵1?) \ ?&车雄方向(横向）料层 “、漏风口 El mI mm 第三对抽_第-对抽风支管 第二对抽风支管图2-1烧结机几何模型9
法是对瑞流流动作一定的简化处理，根据其方法的不同，主要分为大祸模拟法、雷诺平均法和统计平均法端流模拟方法的内容如图2-2所示：满流数值模拟方法 I I . I大满模拟方法I I雷诺平均法I I直径数值模拟 I 1雷诺应力模型I I锅粘模型i I I I雷诺应力I i代数应力I I双方程模型I I单方程模型丨I零方程模型方程模型I ,方程模型丨 I 丨，，i h ].标准k-￡模型IRNG k-e模型I Realizable 其它模型k—e 模型图2-2瑞流模拟方法目前，双方程模型是广泛使用的瑞流模型，其包括标准的/t-di型(standard k-s)、修正的 k模型(RNG k-s)和可实现的 模型(Realizable k-s、。Standard he模型应用最普遍，计算量最少，精度较高，模拟旋流和绕流的端流流动时有缺陷，因此，对精度要求不是很高的一般工程计算中，StandarcU-di型能12
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁矿石烧结过程传热传质数值模拟[J]. 张小辉,张家元,张建智,苏浩,周孑民. 中南大学学报(自然科学版). 2013(02)
[2]烧结床层的热质分析[J]. 刘斌,冯妍卉,姜泽毅,张欣欣. 化工学报. 2012(05)
[3]多孔焦炭燃烧特性的模型构建及数值模拟[J]. 王潜龙,汪小憨,曾小军,赵黛青. 工程热物理学报. 2012(01)
[4]基于模糊满意度的烧结过程多目标优化控制[J]. 向婕,吴敏,曹卫华,段平. 化工学报. 2010(08)
[5]Effect of sinter layer porosity distribution on flow and temperature fields in a sinter cooler[J]. Jik-chang Leong,Kai-wun Jin,Jia-shyan Shiau,Tzer-ming Jeng,Chang-hsien Tai. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2009(03)
[6]城市固体垃圾床层内燃烧过程数值模拟[J]. 孙锐,费俊,张勇,梁立刚,吴少华. 中国电机工程学报. 2007(32)
[7]高水分城市固体垃圾床层燃烧的数值模拟研究[J]. 张勇,朱新源,梁海东,姚东,孙锐. 节能技术. 2007(05)
[8]铁矿石烧结终点的优化控制[J]. 范晓慧,陈许玲,姜涛,袁晓丽. 华中科技大学学报(自然科学版). 2006(11)
[9]烧结过程烧结终点的预测与智能控制策略的研究及应用[J]. 向齐良,吴敏,向婕,冯国辉. 信息与控制. 2006(05)
[10]烧结终点控制模型及试验分析[J]. 刘颖,刘晓超,郗安民. 钢铁. 2006(04)
博士论文
[1]粉末固相烧结的数值模拟和理论问题研究[D]. 牛玉.中国科学技术大学 2013
[2]铁矿石烧结过程的数值模拟与试验验证[D]. 赵加佩.浙江大学 2012
[3]燃煤链条锅炉燃烧的数值建模及配风与炉拱的优化设计[D]. 季俊杰.上海交通大学 2008
[4]低挥发份煤及其混煤燃烧数值模拟与试验研究[D]. 方庆艳.华中科技大学 2007
[5]铁矿石烧结过程热状态模型的研究与应用[D]. 龙红明.中南大学 2007
[6]煤粉近壁燃烧模型构建及液排渣式燃烧器的特性研究[D]. 汪小憨.中国科学技术大学 2006
[7]烧结过程状态集成优化控制指导系统的研究[D]. 陈许玲.中南大学 2006
[8]烧结过程智能实时操作指导系统的研究[D]. 李桃.中南大学 2000
硕士论文
[1]玻璃纤维窑炉燃烧制度的数值模拟研究及优化[D]. 李良.济南大学 2012
[2]稻壳火床燃烧过程研究[D]. 陈耀耀.南京理工大学 2012
[3]生物质成型燃料在回转窑内燃烧的数值模拟[D]. 杨威.武汉理工大学 2011
[4]基于数值模拟的烧结终点在线控制[D]. 李黎.中南大学 2011
[5]烧结料层温度场模拟模型和烧结矿质量优化专家系统的研究[D]. 彭坤乾.中南大学 2011
[6]化学链燃烧系统设计与计算流体力学模拟[D]. 张少华.华中科技大学 2011
[7]燃烧制度对玻璃池窑中玻璃液流动影响的数值模拟[D]. 韩韬.济南大学 2010
[8]MnZn铁氧体烧结过程中温度场模拟[D]. 马丽娟.南京理工大学 2010
[9]环式冷却机冷却功效数值分析与漏风率测试方法研究[D]. 曾琦.中南大学 2010
[10]活性炭吸附储氢热效应的CFD模拟与优化控制[D]. 邓彩华.武汉理工大学 2009
本文编号：3272015
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