环冷机液密封技术及结构优化仿真研究

发布时间：2021-11-20 22:13

　　摘要：环冷机作为烧结矿生产的重要设备,在钢铁企业中得到广泛应用,但环冷机密封技术进展不大,导致漏风率一直居高不下,造成风机电耗的巨大浪费。因此,探索一种新型高效的环冷机密封技术,并利用仿真技术对其结构进行优化设计,对钢铁生产的节能降耗、改善产品质量具有重要意义。在查阅大量中外文献资料的基础上,全面概述了环冷机的发展及密封技术的现状,详细介绍了新型液密封环冷机结构特点,测试了液密封环冷机在工程实际应用中的漏风率。并基于两相流理论,利用VOF方法,建立了液密封数学模型,以FLUENT为平台进行了仿真计算；以降低液面波动为目标,通过正交试验的方法对影响液密封运行的4个参数进行了优化,并以抑制液体进入风道为目的,对液密封结构进行了优化。本文主要研究结论如下：1)对液密封环冷机进行了漏风率测试,测试结果表明液密封环冷机漏风率仅4.8%,低于传统环冷机30%的漏风率,且降低效果显著；2)对比了仿真计算结果与现场测试值,最大误差不超过5%,验证了模型的准确性；3)采用正交试验法,对进口速度、出口压力、液槽液位、初始波高进行了优化分析,这4个参数对试验的影响程度依次为初始波高,进口速度,液槽液位,出口... 

【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】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

液密封简化模型截面图

在气液两相分界面以及几何尺寸较小的区域加密网格，而对于风道内等较大空间处，可以适当加大网格尺寸。图3-4为采用Gambit 2.3对液密封进行网格划分的结果。 ''IBiillilllllllW'i!丨丨丨離'I 丨腺 ！!!咖丨丨__丨丨丨丨图3-4液密封网格划分3. 2数学模型3.2.1气液两相流动模型（VOF法）液密封气液两相流动的数学模型采用以速度和压力为变量的不可压缩粘性流体的N-S方程描述，考虑两相流动存在的三种情况：1)物质1 (液相）质量守恒方程：+ ￠/,) = 0 (3-1)dt动量守t旦方程：^(P,u,) + V- (p,U,U,) = ▽. (7；) + (A君） (3-2)dt

中南大学硕士学位论文 3环冷机液密封结构的仿真模型即x=Oni截面处，入口处速度较大，中部风道速度较小，出口处的速度最大，这是由液密封的结构决定的。液密封的入口处截面积较小，中间风道截面积增大许多，出口处截面积最小，由连续性方程可推导出在截面积和速度之间的乘积不变的情况下，截面积增大则速度必将减小。在进出风口附近，因为截面积骤大和骤小，所以空气速度分布变化较大，且分布不均勾。其中与入口对应的左右两侧出口速度明显大于中间出口，而在此中间出口下方的较大区域内空气流动缓慢。

【参考文献】：
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本文编号：3508174