烧结矿余热回收竖罐内气固传热模型研究

发布时间：2021-08-30 10:54

　　烧结矿余热竖罐式回收是借鉴CDQ结构与工艺提出的一种烧结矿余热高效回收利用方式,其核心问题之一是竖罐内烧结矿与冷却空气之间的传热问题,属于移动床内气固传热问题。在当前研究床层内气固传热问题的方法中,数值计算是主要研究方法之一,而气固传热模型的建立又是数值计算的关键。因此,本文借鉴非流态床层气固传热理论开展了烧结矿余热回收罐体内气固传热模型研究,为后续的数值计算奠定良好的基础。目前,有关移动床内稳态气固传热模型的研究仅局限于干熄炉和高炉中,且其能量方程的研究或描述并不充分；而有关烧结矿层内气固传热模型的研究全部局限于烧结环冷机内,且烧结矿层内的气固传热过程为非稳态过程；同时,以上研究还存在着3点不足,即床层空隙率被视为常数,采用传统Ergun公式计算料层阻力损失,以及采用普适经验公式计算床层内的气固传热过程,这些一定程度上影响了计算的准确性。基于此,本文首先采用测量法和注水-成像法确定了烧结矿颗粒形状因子和烧结矿层空隙率分布；其次,将局部非热力学平衡双能量方程引入到竖罐气固传热模型中,并通过理论分析推导出求解竖罐内稳态气固传热过程的双能量方程；然后,运用FLUENT软件二次开发平台,即采... 

【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】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 概述
    1.1 问题的提出及意义
    1.2 床层内气固传热模型的研究现状
    1.3 本文主要研究内容及创新
第2章 烧结矿层特征参数的确定
    2.1 烧结矿填充特性的研究
        2.1.1 烧结矿形状因子的研究
        2.1.2 烧结竖罐内空隙率分布的研究
    2.2 烧结竖罐内气流阻力特性系数的确定
    2.3 烧结竖罐内气固传热系数的确定
第3章 烧结竖罐内气固传热模型的建立
    3.1 FLUENT基本理论及其计算流程
        3.1.1 FLUENT基本理论
        3.1.2 FLUENT计算流程
    3.2 烧结竖罐内气固传热过程分析
    3.3 烧结竖罐物理模型的建立
        3.3.1 烧结余热竖罐物理模型
        3.3.2 计算区域与网格划分
        3.3.3 边界条件的设置
    3.4 竖罐内多孔介质模型的确定
        3.4.1 多孔介质的定义
        3.4.2 多孔介质基本参数
        3.4.3 多孔介质内流动模型的设定
        3.4.4 多孔介质控制方程的确定
    3.5 模型参数UDF的设定
        3.5.1 UDF概述
        3.5.2 UDF宏的选取
        3.5.3 UDF的编写
    3.6 模型求解方法的确定
        3.6.1 数值离散方法
        3.6.2 有限体积法
        3.6.3 SIMPLE算法
    3.7 模型可靠性验证及分析
        3.7.1 实验装置及过程
        3.7.2 可靠性分析
第4章 模型基本参数的确定
    4.1 单、双能量方程对模型可靠性的影响
    4.2 阻力系数、换热系数和空隙率分布对模型可靠性的影响
    4.3 竖罐内气固传热模型基本参数的确定
第5章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]固定床中丝状颗粒的传热传质特性[J]. 朱立平,袁竹林,闫亚明,罗登山,王宏生,李斌.  化工学报. 2013(08)
[2]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)
[3]链篦机球团矿干燥过程多场耦合数值模拟[J]. 潘姝静,宋彦坡,彭小奇,陈思超.  钢铁研究. 2012(06)
[4]基于耦合气固传热篦冷机的数值模拟与研究[J]. 尹洪超,朱元师,李德付.  热科学与技术. 2012(03)
[5]基于MP-PIC模型的流化床煤气化过程三维数值模拟[J]. 谢俊,金保昇,钟文琪.  工程热物理学报. 2012(06)
[6]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)
[7]环冷机分层布料仿真与优化[J]. 张家元,田万一,戴传德,张小辉.  化工学报. 2012(05)
[8]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)
[9]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)
[10]烧结热工测试与分析[J]. 董辉,林贺勇,张浩浩,蔡九菊,徐春柏,周节旺.  钢铁. 2011(11)

硕士论文
[1]烧结余热竖罐式回收料层换热系数的实验研究[D]. 王萌.东北大学 2012
[2]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



本文编号：3372645