基于钢渣超细粉碎的蒸汽动能磨模型放大
发布时间：2021-07-30 17:39
现今我国钢渣与钢厂余热利用量不高、利用率低,未经处理的钢渣活性低,用途、用量有限。提高钢渣活性需将钢渣超细至10μm以下,传统粉碎工艺能耗成本过高。蒸汽动能磨能将钢渣颗粒超细至10μm以下,可利用钢厂余热作为粉碎介质,但仅在实验机上实现,无大型蒸汽动能磨生产超细钢渣粉。为了提高钢渣和钢厂余热的利用率,本文在试验机基础上对蒸汽动能磨模型尺度进行放大,而尺度放大的关键问题在于确定喷嘴间的距离。本文利用Fluent软件对蒸汽动能磨尺度放大的关键问题的进行了研究。应用雷诺平均方法（RANS）对不同放大比例下的喷嘴自由/对喷射流场进行模拟,同时对单颗粒在气流轴心位置的加速特性进行了研究;在最佳颗粒加速距离下设计了年耗蒸汽量10万吨的蒸汽动能磨并利用欧拉-欧拉双流体模型对其内部气固两相流场进行了计算,主要获得以下结论:（1）进气压力0.5MPa,温度280℃时,不同喷嘴形成的自由射流核心区长度为15倍喉径;喷嘴间距离40倍喉径可保证射流核心区长度不会低于15倍距离,并且射流末端速度衰减区域更窄;40倍喉径距离喷嘴间的最佳距离。（2）喷嘴相距40倍喉径距离时颗粒加速特性与自由射流一致,颗粒获得最大速...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
喷嘴几何参数
音速气流区域网格进行逐层加密，保证几个模型中的最小几何尺度下至少有6个网格填充，如3-3下图所示。图3-2 几何模型 图3-3网格模型从 3-2 模型中可以看出该计算域包含两个气流进口，这是为了后续研究对喷射流方便所设计的，模拟单喷嘴自有射流时，inlet_1 有气体进入，同时 inlet_2 将作为壁面条件处理，这样的处理不会对流场有任何影响，而且可以节约计算时间。图中 inlet_1 与inlet_2 间距离为 50 倍喷嘴喉径，满足自由射流的流动不受壁面影响的最小区域长度；
本章内容主要是基于计算流体力学（CFD）研究蒸汽动能磨模型尺度放在蒸汽动能磨设计中粉碎腔尺寸是影响颗粒破碎关键因素，而粉碎腔尺嘴出口距粉碎腔中心距离有关，如何确定喷嘴出口距粉碎腔中心距离将汽动能磨的关键。故此，本节内容将利用Fluent软件对表1-1中不同尺度成的外部超音速流场进行模拟研究，文中无量纲距离定义为X/dc（其中X离，dc为喉径）。3.2.1 计算模型分别对表3-1中4种喷嘴进行数值建模，由于本小节的计算只关心气相的流，因此无需使用多相流模型。建模时为了保持与实际蒸汽动能磨模型外致性，计算域也采用和样机相似的几何外形，包含了喷嘴以下的物料堆喷嘴上方的气流上升区。由于不同尺寸下整体几何建模方式一致，网格式也基本相同，因此本章只显示了喷嘴喉径dc=6.85mm的计算域以及相，考虑到过热蒸汽经喷嘴后形成超音速气流，压力梯度变化较大，故对气流区域网格进行逐层加密，保证几个模型中的最小几何尺度下至少有填充，如3-3下图所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于钢厂饱和蒸汽如何合理利用的探讨[J]. 贾津秋,王海涛. 节能. 2019(02)
[2]提高钢渣资源化利用的分析与建议[J]. 于杨,王觅,张旭. 山东工业技术. 2018(04)
[3]钢渣微粉提升混凝土性能的应用研究[J]. 臧军,沈晓冬,王志学,祖庆贺. 混凝土与水泥制品. 2017(09)
[4]钢厂电站循环冷却水余热回收系统设计及分析[J]. 程瑞,宣永梅,贡欣,吕奕明. 洁净与空调技术. 2017(02)
[5]钢渣资源化利用现状分析[J]. 贾要强,孙志敏,王星磊,王宏磊,宋健. 河北企业. 2017(05)
[6]攀钢钢渣粉用作水泥活性混合材料的研究[J]. 黄阳,王维清,郑奎,任鹏鲲,冯启明,徐中慧. 混凝土与水泥制品. 2017(01)
[7]钢铁厂低压饱和蒸汽发电技术节能量测评[J]. 陈庆文. 能源与节能. 2017(01)
[8]钢渣超细粉磨工艺集成创新探讨[J]. 李葆生. 环境工程. 2016(S1)
[9]蒸汽动能磨粉碎腔内颗粒加速特性的数值模拟[J]. 邱洁,林龙沅,钱云楼,吕娟,曾川,陈海焱. 中国粉体技术. 2016(04)
[10]立式辊磨机与球磨机粉磨水泥熟料的颗粒形状研究[J]. 黄敏. 矿山机械. 2016(07)
博士论文
[1]流化床气流粉碎分级技术的研究与应用[D]. 陈海焱.四川大学 2007
硕士论文
[1]利用钢厂余热超细加工钢渣的研究[D]. 邱洁.西南科技大学 2017
[2]年产40万吨超细固硫灰的过热蒸汽袋式除尘器设计与研究[D]. 王沁淘.西南科技大学 2015
[3]钢渣超细粉胶凝性能及其制备混凝土的研究[D]. 石岩.西南科技大学 2015
本文编号：3311840
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
喷嘴几何参数
音速气流区域网格进行逐层加密，保证几个模型中的最小几何尺度下至少有6个网格填充，如3-3下图所示。图3-2 几何模型 图3-3网格模型从 3-2 模型中可以看出该计算域包含两个气流进口，这是为了后续研究对喷射流方便所设计的，模拟单喷嘴自有射流时，inlet_1 有气体进入，同时 inlet_2 将作为壁面条件处理，这样的处理不会对流场有任何影响，而且可以节约计算时间。图中 inlet_1 与inlet_2 间距离为 50 倍喷嘴喉径，满足自由射流的流动不受壁面影响的最小区域长度；
本章内容主要是基于计算流体力学（CFD）研究蒸汽动能磨模型尺度放在蒸汽动能磨设计中粉碎腔尺寸是影响颗粒破碎关键因素，而粉碎腔尺嘴出口距粉碎腔中心距离有关，如何确定喷嘴出口距粉碎腔中心距离将汽动能磨的关键。故此，本节内容将利用Fluent软件对表1-1中不同尺度成的外部超音速流场进行模拟研究，文中无量纲距离定义为X/dc（其中X离，dc为喉径）。3.2.1 计算模型分别对表3-1中4种喷嘴进行数值建模，由于本小节的计算只关心气相的流，因此无需使用多相流模型。建模时为了保持与实际蒸汽动能磨模型外致性，计算域也采用和样机相似的几何外形，包含了喷嘴以下的物料堆喷嘴上方的气流上升区。由于不同尺寸下整体几何建模方式一致，网格式也基本相同，因此本章只显示了喷嘴喉径dc=6.85mm的计算域以及相，考虑到过热蒸汽经喷嘴后形成超音速气流，压力梯度变化较大，故对气流区域网格进行逐层加密，保证几个模型中的最小几何尺度下至少有填充，如3-3下图所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于钢厂饱和蒸汽如何合理利用的探讨[J]. 贾津秋,王海涛. 节能. 2019(02)
[2]提高钢渣资源化利用的分析与建议[J]. 于杨,王觅,张旭. 山东工业技术. 2018(04)
[3]钢渣微粉提升混凝土性能的应用研究[J]. 臧军,沈晓冬,王志学,祖庆贺. 混凝土与水泥制品. 2017(09)
[4]钢厂电站循环冷却水余热回收系统设计及分析[J]. 程瑞,宣永梅,贡欣,吕奕明. 洁净与空调技术. 2017(02)
[5]钢渣资源化利用现状分析[J]. 贾要强,孙志敏,王星磊,王宏磊,宋健. 河北企业. 2017(05)
[6]攀钢钢渣粉用作水泥活性混合材料的研究[J]. 黄阳,王维清,郑奎,任鹏鲲,冯启明,徐中慧. 混凝土与水泥制品. 2017(01)
[7]钢铁厂低压饱和蒸汽发电技术节能量测评[J]. 陈庆文. 能源与节能. 2017(01)
[8]钢渣超细粉磨工艺集成创新探讨[J]. 李葆生. 环境工程. 2016(S1)
[9]蒸汽动能磨粉碎腔内颗粒加速特性的数值模拟[J]. 邱洁,林龙沅,钱云楼,吕娟,曾川,陈海焱. 中国粉体技术. 2016(04)
[10]立式辊磨机与球磨机粉磨水泥熟料的颗粒形状研究[J]. 黄敏. 矿山机械. 2016(07)
博士论文
[1]流化床气流粉碎分级技术的研究与应用[D]. 陈海焱.四川大学 2007
硕士论文
[1]利用钢厂余热超细加工钢渣的研究[D]. 邱洁.西南科技大学 2017
[2]年产40万吨超细固硫灰的过热蒸汽袋式除尘器设计与研究[D]. 王沁淘.西南科技大学 2015
[3]钢渣超细粉胶凝性能及其制备混凝土的研究[D]. 石岩.西南科技大学 2015
本文编号：3311840
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3311840.html
