烧结矿立式冷却装置料层气固传热和阻力特性研究
发布时间:2021-07-25 11:22
烧结余热回收是钢铁工业节能的重要手段之一。热烧结矿显热的高效回收利用是烧结余热回收的核心与重点,但传统冷却机的漏风问题严重影响其余热回收效率。为了解决这一难题,本文采用新型立式冷却装置来改善密封性能,有效提高余热回收效率。但是,立式冷却装置中颗粒料层的流动阻力特性会影响其传热能力,因此针对烧结矿立式冷却装置料层开展气固传热和阻力特性研究具有重要意义。本文首先采用数值模拟方法,以230 t/h烧结矿立式冷却装置为研究对象,建立一维稳态传热模型进行气固传热计算,采用回收的空气热量与空气(?)作为评判标准,分析烧结矿入口温度(tsi=600-700℃)、空气入口温度(tgi=15-35℃)、气料比{γ=550~700 Nm3/t)等因素对余热回收能力的影响。计算结果表明,在不同的烧结矿入口温度和空气入口温度下,通过调节气料比可达到最佳换热性能,回收最大空气(?)。为了探究料层流动阻力对气固传热性能的影响,随后本文搭建立式冷却装置固定填充床冷态实验系统,深入研究颗粒形状(球形度0.62-0.66)、颗粒粒度(dp=10.08-30.78 mm)对阻力特性的影响,并分析填充床宏观特性和气体流动状...
【文章来源】:浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:85 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
致谢
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.1.1 烧结余热回收
1.1.2 烧结矿显热回收技术
1.1.3 烧结矿立式冷却装置
1.2 烧结矿填充床传热性能研究现状
1.3 烧结矿填充床阻力特性研究现状
1.3.1 Ergun公式的提出
1.3.2 Ergun公式的修正
1.3.3 压降关系式汇总
1.3.4 烧结矿填充床压降关系式
1.4 课题来源
1.5 课题的研究内容
2 烧结矿基础参数测量
2.1 颗粒筛分
2.2 表观密度
2.3 堆积密度
2.4 颗粒直径
2.5 球形度
2.6 床层空隙率
2.7 比定压热容
2.8 所用仪器及规格
2.9 本章小结
3 立式冷却装置气固传热性能分析
3.1 烧结矿立式冷却换热模型
3.1.1 物理模型
3.1.2 数学模型
3.2 求解方法
3.3 计算模型验证
3.4 装置设计参数与烧结矿参数
3.5 结果分析与讨论
3.5.1 烧结矿入口温度的影响
3.5.2 空气入口温度的影响
3.5.3 气料比的影响
3.6 本章小结
4 立式固定填充床实验台设计
4.1 实验目的
4.2 实验台整体设计
4.3 固定填充床设计
4.4 布风板设计
4.5 取压管及布置方式
4.6 测量装置选择及仪器规格
4.6.1 补偿式微压计
4.6.2 涡街流量计
4.6.3 热电偶
4.6.4 仪器规格汇总
4.7 实验系统气密性
4.8 本章小结
5 立式固定填充床压降实验研究
5.1 实验过程
5.2 误差分析
5.2.1 测量误差
5.2.2 误差传递
5.2.3 回归方程误差分析及显著性检验
5.3 球形颗粒填充床压降实验
5.4 烧结矿填充床压降实验研究
5.4.1 颗粒特性的影响
5.4.2 床层宏观特性
5.4.3 气体流动状态
5.4.4 压降关系式
5.4.5 压降关系式验证
5.4.6 与其他烧结矿填充床压降关系式比较
5.5 本章小结
6 结论及展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果
攻读硕士学位期间获奖情况
攻读硕士学位期间参与的科研项目
【参考文献】:
期刊论文
[1]应用于余热回收的新型烧结矿立式冷却装置填充床阻力研究(英文)[J]. Fu-you TIAN,Lian-feng HUANG,Li-wu FAN,Hong-liang QIAN,Jia-xi GU,Zi-tao YU,Ya-cai HU,Jian GE,Ke-fa CEN. Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering). 2016(02)
[2]烧结矿立式冷却装置气固传热性能分析[J]. 黄连锋,田付有,厉青,范利武,俞自涛,武海云. 浙江大学学报(工学版). 2015(05)
[3]冷却风量影响烧结余热竖罐回收中火用传递系数实验研究[J]. 董辉,冯军胜,李磊,王爱华. 东北大学学报(自然科学版). 2014(05)
[4]烧结余热回收竖罐内料层传热过程数值计算[J]. 董辉,李磊,蔡九菊,力杰. 东北大学学报(自然科学版). 2012(09)
[5]烧结-冷却系统的漏风问题[J]. 董辉,赵勇,蔡九菊,周节旺,马光宇. 钢铁. 2012(01)
[6]烧结矿余热竖罐式回收利用工艺流程[J]. 董辉,李磊,刘文军,王博,索延帅,蔡九菊. 中国冶金. 2012(01)
[7]高温烧结矿气-固换热过程数值模拟及参数分析[J]. 张欣,温治,楼国锋,刘训良,郑坤灿. 北京科技大学学报. 2011(03)
[8]烧结矿冷却过程的实验研究[J]. 董辉,力杰,罗远秋,蔡九菊. 东北大学学报(自然科学版). 2010(05)
[9]干熄炉内流动与传热过程数学模型的研究[J]. 孔宁,温治,冯俊小,王琴,王德,程乐意,夏红波,王伟民,沈元林,张永庆. 冶金自动化. 2004(03)
[10]Mathematical Model for Fluid Flow and Heat Transfer in the Cooling Shaft of Coke Dry Quenching Unit[J]. Huafei Liu,Xinxin Zhang (Department of Thermal Engineering , University of Science & Technology Beijing, Beijing, 100083, China E-mail:xxzhang @ me.ustb.edu.cn) Lie Xu (Anshan Hua Tai CDQ Engineering & Technology Co. Ltd., Anshan, 114002, China) Mingden. Journal of Thermal Science. 2002(01)
硕士论文
[1]烧结余热回收竖罐内床层阻力特性实验研究[D]. 杨益伟.东北大学 2013
[2]烧结余热回收竖罐内气体流动数值计算[D]. 赵勇.东北大学 2012
[3]烧结余热竖罐式回收过程传热数值计算[D]. 力杰.东北大学 2011
[4]烧结余热竖罐式回收工艺流程及阻力特性研究[D]. 张浩浩.东北大学 2011
[5]烧结矿冷却过程实验与数值模拟研究[D]. 罗远秋.东北大学 2009
本文编号:3301933
【文章来源】:浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:85 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
致谢
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.1.1 烧结余热回收
1.1.2 烧结矿显热回收技术
1.1.3 烧结矿立式冷却装置
1.2 烧结矿填充床传热性能研究现状
1.3 烧结矿填充床阻力特性研究现状
1.3.1 Ergun公式的提出
1.3.2 Ergun公式的修正
1.3.3 压降关系式汇总
1.3.4 烧结矿填充床压降关系式
1.4 课题来源
1.5 课题的研究内容
2 烧结矿基础参数测量
2.1 颗粒筛分
2.2 表观密度
2.3 堆积密度
2.4 颗粒直径
2.5 球形度
2.6 床层空隙率
2.7 比定压热容
2.8 所用仪器及规格
2.9 本章小结
3 立式冷却装置气固传热性能分析
3.1 烧结矿立式冷却换热模型
3.1.1 物理模型
3.1.2 数学模型
3.2 求解方法
3.3 计算模型验证
3.4 装置设计参数与烧结矿参数
3.5 结果分析与讨论
3.5.1 烧结矿入口温度的影响
3.5.2 空气入口温度的影响
3.5.3 气料比的影响
3.6 本章小结
4 立式固定填充床实验台设计
4.1 实验目的
4.2 实验台整体设计
4.3 固定填充床设计
4.4 布风板设计
4.5 取压管及布置方式
4.6 测量装置选择及仪器规格
4.6.1 补偿式微压计
4.6.2 涡街流量计
4.6.3 热电偶
4.6.4 仪器规格汇总
4.7 实验系统气密性
4.8 本章小结
5 立式固定填充床压降实验研究
5.1 实验过程
5.2 误差分析
5.2.1 测量误差
5.2.2 误差传递
5.2.3 回归方程误差分析及显著性检验
5.3 球形颗粒填充床压降实验
5.4 烧结矿填充床压降实验研究
5.4.1 颗粒特性的影响
5.4.2 床层宏观特性
5.4.3 气体流动状态
5.4.4 压降关系式
5.4.5 压降关系式验证
5.4.6 与其他烧结矿填充床压降关系式比较
5.5 本章小结
6 结论及展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果
攻读硕士学位期间获奖情况
攻读硕士学位期间参与的科研项目
【参考文献】:
期刊论文
[1]应用于余热回收的新型烧结矿立式冷却装置填充床阻力研究(英文)[J]. Fu-you TIAN,Lian-feng HUANG,Li-wu FAN,Hong-liang QIAN,Jia-xi GU,Zi-tao YU,Ya-cai HU,Jian GE,Ke-fa CEN. Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering). 2016(02)
[2]烧结矿立式冷却装置气固传热性能分析[J]. 黄连锋,田付有,厉青,范利武,俞自涛,武海云. 浙江大学学报(工学版). 2015(05)
[3]冷却风量影响烧结余热竖罐回收中火用传递系数实验研究[J]. 董辉,冯军胜,李磊,王爱华. 东北大学学报(自然科学版). 2014(05)
[4]烧结余热回收竖罐内料层传热过程数值计算[J]. 董辉,李磊,蔡九菊,力杰. 东北大学学报(自然科学版). 2012(09)
[5]烧结-冷却系统的漏风问题[J]. 董辉,赵勇,蔡九菊,周节旺,马光宇. 钢铁. 2012(01)
[6]烧结矿余热竖罐式回收利用工艺流程[J]. 董辉,李磊,刘文军,王博,索延帅,蔡九菊. 中国冶金. 2012(01)
[7]高温烧结矿气-固换热过程数值模拟及参数分析[J]. 张欣,温治,楼国锋,刘训良,郑坤灿. 北京科技大学学报. 2011(03)
[8]烧结矿冷却过程的实验研究[J]. 董辉,力杰,罗远秋,蔡九菊. 东北大学学报(自然科学版). 2010(05)
[9]干熄炉内流动与传热过程数学模型的研究[J]. 孔宁,温治,冯俊小,王琴,王德,程乐意,夏红波,王伟民,沈元林,张永庆. 冶金自动化. 2004(03)
[10]Mathematical Model for Fluid Flow and Heat Transfer in the Cooling Shaft of Coke Dry Quenching Unit[J]. Huafei Liu,Xinxin Zhang (Department of Thermal Engineering , University of Science & Technology Beijing, Beijing, 100083, China E-mail:xxzhang @ me.ustb.edu.cn) Lie Xu (Anshan Hua Tai CDQ Engineering & Technology Co. Ltd., Anshan, 114002, China) Mingden. Journal of Thermal Science. 2002(01)
硕士论文
[1]烧结余热回收竖罐内床层阻力特性实验研究[D]. 杨益伟.东北大学 2013
[2]烧结余热回收竖罐内气体流动数值计算[D]. 赵勇.东北大学 2012
[3]烧结余热竖罐式回收过程传热数值计算[D]. 力杰.东北大学 2011
[4]烧结余热竖罐式回收工艺流程及阻力特性研究[D]. 张浩浩.东北大学 2011
[5]烧结矿冷却过程实验与数值模拟研究[D]. 罗远秋.东北大学 2009
本文编号:3301933
本文链接:https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3301933.html