高炉渣干式粒化数值模拟与实验研究

发布时间：2023-12-02 17:01

　　钢铁行业为有效回收高炉渣的显热,需改变其粒化工艺,即以干式粒化替代传统的水淬粒化工艺。但是截止目前为止,由于国内外干式粒化法技术的不成熟,并没有实现工业化。因此,研究新型干式粒化法技术使其实现工业化是实现钢铁行业节能减排要求的必经之路。根据现有干式粒化工艺的基本思路,课题组研制出一种具有较好粒化效果的新型干式粒化高炉渣装置,但是仍然存在一定的问题需要改进,这也是本研究的主要内容。为了降低实验成本,并且为后续研究提供可行性分析,实验选用数值模拟流体力学的方法进行研究。采用FLUENT软件对高炉渣粒化冷却装置进行物理模拟和参数优化,主要包括(1)对高炉渣粒化冷却实验的过程进行数值模拟,并对模拟中选择模型的正确性进行验证;(2)研究进风口数量、叶片类型对粒化设备内部气体流场的影响;(3)研究进风口数量、进风速度对高炉渣粒化冷却过程的影响。研究表明:模拟结果与高炉渣干式粒化实验结果相吻合,即所选用的物理模型、求解器以及对边界条件的定义是正确的。在不加入高炉渣的条件下,条形叶片装置比扇型叶片装置内部速度流场更均匀,因此条形叶片更适合新型高炉渣干式粒化装置;进风口数量的增加使得设备内部速度流场变得...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 国内外高炉渣粒化研究现状
        1.2.1 高炉渣湿法粒化工艺
        1.2.2 干法工艺介绍与比较
    1.3 数值模拟流体力学法
    1.4 课题的研究意义及内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第2章 数值模拟研究方法介绍
    2.1 研究对象及几何体的建立
        2.1.1 研究对象
        2.1.2 几何模拟建立
        2.1.3 网格划分
    2.2 冷却过程的物理模型
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 物理模型
        2.2.3 求解器的选择
        2.2.4 物性参数定义
        2.2.5 边界条件
第3章 粒化设备内部流场影响因素分析
    3.1 模型的验证
        3.1.1 实验研究
        3.1.2 实验结果分析
    3.2 影响因素分析
        3.2.1 参数设定
        3.2.2 叶片类型对设备内部流场的影响
        3.2.3 进风口数量对设备内部流场的影响
    3.3 本章小结
第4章 高炉渣粒化冷却过程分析
    4.1 粒化中传热和凝固过程
        4.1.1 传热过程
        4.1.2 凝固过程
    4.2 高炉渣干式粒化实验分析
        4.2.1 实验参数设定
        4.2.2 实验结果分析
    4.3 高炉渣干式粒化数值模拟
        4.3.1 物性参数设定
        4.3.2 数值模拟结果分析
    4.4 本章小结
第5章 高炉渣干式粒化设备优化
    5.1 进风口数量对粒化冷却效果的影响
        5.1.1 实验参数设定
        5.1.2 数值模拟结果分析
    5.2 进风速度对粒化冷却效果的影响
        5.2.1 实验参数设置
        5.2.2 数值模拟结果分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3870093