蓄热式钢包烘烤器的研究

发布时间：2022-07-20 12:02

　　蓄热式燃烧技术是一项节能环保型燃烧技术,该技术在缓解能源危机、改善环境质量、有效利用燃料等方面具有重要意义。蓄热式燃烧器是这项技术最为关键的部位,本文围绕燃烧器中蓄热室的阻力特性和蓄热式烧嘴的燃烧特性展开了实验研究和数值模拟。首先对小球蓄热室的阻力特性进行了冷态实验研究,考察了气体流速、小球直径、堆积球层高度、空隙率对阻力损失的影响,得到了修正的Ergun公式。结果表明:（1）填充床中气体的阻力损失随气体流速增大而增大;（2）对阻力系数回归,得到修正的Ergun公式系数f1=331.9,f2=1.402,由此计算的单位压降与实验值最接近。然后对蓄热室中空气和烟气的阻力特性进行了数值模拟,利用Fluent计算软件,选用k-?模型、组分输运模型和多孔介质模型,得出如下结论:（1）在分析空气的阻力特性时,采用系数f1=331.9、f2=1.402模拟计算出的单位压降与实验值误差最小,气体的单位压降均随着气体流速的增大而增大;当小球直径减小时,蓄热室的空隙率减小,气体的单位压降增大。（2）在分析烟气的阻力特性时,其单位压降随着气体流速的增大而增大。最后对蓄热烧嘴的燃烧特性进行了数值模拟。将韶钢... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 蓄热式燃烧技术简介
        1.1.1 蓄热式燃烧技术的原理
        1.1.2 蓄热式燃烧技术的特点
    1.2 蓄热室的阻力特性
        1.2.1 阻力特性实验研究
        1.2.2 蓄热室阻力特性的数值模拟
    1.3 蓄热式钢包烘烤器
        1.3.1 常用蓄热式燃烧器结构型式
        1.3.2 蓄热式燃烧技术的数值模拟
    1.4 本文研究内容
第2章 小球蓄热室的阻力特性实验
    2.1 实验原理
    2.2 实验材料
    2.3 实验设备
    2.4 实验方法
        2.4.1 压降测量方法
        2.4.2 料层空隙率测量
    2.5 实验结果与讨论
        2.5.1 填充床压降与气体流速的关系
        2.5.2 ERGUN阻力系数回归
        2.5.3 比较与验证
        2.5.4 结论分析
第3章 小球蓄热室阻力特性的数值模拟
    3.1 物理模型
    3.2 数学模型
        3.2.1 控制方程
        3.2.2 边界条件
    3.3 参数选取
    3.4 结果分析与讨论
        3.4.1 空气的阻力特性分析
        3.4.2 烟气的阻力特性分析
        3.4.3 结论分析
第4章 蓄热式钢包烘烤器的数值模拟与分析
    4.1 物理模型
    4.2 数学模型
        4.2.1 模型控制方程
        4.2.2 边界条件
    4.3 结果分析与讨论
        4.3.1 煤气量与空气量对燃烧的影响
        4.3.2 煤气与空气入口温度对燃烧的影响
        4.3.3 比较验证
        4.3.4 结果分析
第5章 结论与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]蓄热式钢包烘烤器的性能测试[J]. 张发辉,戴方钦,潘卢伟,郭悦.  冶金能源. 2014(05)
[2]加压颗粒层固定床压力损失的研究[J]. 苏飞,徐祥,李喜全,阳绍军.  科学技术与工程. 2013(24)
[3]随机填充球床通道内单相流动数值模拟方法研究[J]. 张楠,孙中宁.  核动力工程. 2013(04)
[4]蓄热式钢包烘烤的数值模拟[J]. 季乐乐,贺东风,徐安军,汪红兵,葛新峰.  钢铁. 2013(04)
[5]多孔介质内原油渗流模型及数值计算[J]. 闻建龙,赵松峰,张星,王静.  石油机械. 2011(08)
[6]钢包烘烤器蓄热式改造的数值分析[J]. 郑丽君,张国栋,姜威,刘峰.  钢铁. 2010(05)
[7]球团竖炉的阻力特性研究[J]. 力杰,张浩浩,毛虎军,董辉.  工业炉. 2010(01)
[8]多孔介质通道内单相流阻力特性数值研究[J]. 张震,刘学强,闫晓,肖泽军.  核动力工程. 2009(03)
[9]一项极具潜力的节能减排技术——HTAC技术在陶瓷窑炉上的应用[J]. 武秀兰,任强,朱振峰,何选盟.  陶瓷. 2009(01)
[10]烟气回流蓄热式钢包烘烤器的研究开发[J]. 邹琳江,程林,徐智明,张其林.  工业炉. 2008(02)

硕士论文
[1]蓄热式烧嘴的结构优化及热疲劳寿命预测[D]. 聂海金.武汉科技大学 2013
[2]相变材料的蓄/放热特性研究[D]. 周圆.上海交通大学 2009
[3]蓄热式燃烧器结构优化数值模拟及实验研究[D]. 丁翠娇.华中科技大学 2009



本文编号：3663964