水泥回转窑一维数学模型研究进展及趋势

全面系统地综述了国内外水泥回转窑一维数学模型,重点介绍了传热模型、料床运动模型、煤粉燃烧模型和熟料矿物形成模型.应用MATLAB编程、求解,展示并分析了不同模型及关键参数对模拟结果的影响.在此基础上,展望了回转窑一维数学模型的发展趋势.     

基于窑体表面温度建立回转窑壁厚数学模型

基于红外扫描仪监测到的回转窑表面温度,结合对回转窑整体的传热分析,就回转窑窑体厚度问题进行较深入地研究,建立符合现场实际的回转窑壁厚数学模型。通过该数学模型,可以依据窑体表面指定位置的温度,计算出该位置的窑体厚度。     

仿生机器鱼运动学参数优化选择的试验方法研究

建立了仿生机器鱼在一维稳态游动时的运动学数学模型；运用遗传算法对该模型中的运动学参数如何进行优化选择和组合进行了试验研究，并提出了试验的模型和方法．该模型对于开展包括鱼雷在内的无人水下航行体的推进技术研究有较大的参考意义．     

一种针对水泥回转窑故障诊断的贝叶斯网络模型

为了实现水泥回转窑的故障诊断,采用贝叶斯网络建立了水泥回转窑故障智能诊断模型。在模型建立 过程中,提出了一种基于数据样本、不依赖先验知识的贝叶斯网络结构学习改进算法。在利用改进结构学习算法 建立诊断模型贝叶斯网络的基础上,利用MLE算法和变量消除法完成了模型的参数学习和诊断推理。为了验证 水泥回转窑故障诊断贝叶斯网络模型的准确率以及可行性,利用现场数据进行了大量的测试实验。     

渠网恒定流及非恒定流数学模型的研究及应用

从求解一维圣维南方程组的Preissmann 4点隐式差分格式出发, 建立了一维河网及渠网数学模型,并对计算中所涉及的一些关键技术 问题进行了较为详细的阐述。利用模型对树状渠网的恒定流及复杂的环状渠网和河网的非恒定流对模型进行验证。验证结果表明,水位和流量 过程计算值与Islam的计算值吻合较好,各渠道的流量分配计算结果精度也较高,为河网及渠网的水量调度提供了一个较为简便实用的工具,为 建立渠网及河网的综合水质生态数学模型打下基础。     

物料与窑壁间歇接触对回转窑传热过程的强化效应

根据回转窑内物料颗粒的运动特点，推导了颗粒团在贴壁运动过程中的非稳态导热系数及界面处的接触传热系数，进而得出了物料与封盖窑壁间的换热系数；结合已有研究成果，建立了回转窑的传热数学模型。计算表明，未考虑物料与窑壁间歇接触对回转窑传热过程的强化效应时，物料温度偏低；温度越高，强化效应对物料温度的影响越大；考虑物料与窑壁间歇接触对回转窑传热过程的强化效应，有利于提高回转窑煅烧熟料的质量和热效率。     

回转窑内气体和物料温度分布的研究

为进一步探索回转窑的优化设计及经济运行情况,在已有的回转窑传热研究的基础上,将其内部的传质过程与对流、辐射、传导3种热交换方式相结合,建立了计算回转窑温度分布的综合数学模型,预测了窑内烟气、物料及窑内壁的温度分布,并对某厂回转窑进行数值计算.结果表明:在距窑头约14m处,气体温度达到最高值,约为1760℃,物料温度约为1465℃,随后气体和物料温度沿窑长逐渐下降,到达窑尾处时分别降至约1028℃和856℃.计算结果与实际运行结果吻合较好,说明该模拟方法具有一定适用性.     

河网水动力及综合水质模型的研究

采用Preissmann 4点隐式差分格式离散一维圣维南方程组,应用三级联解法求解河网水动力数学模型。基于河道-节点-河道算法的河网水质模型的求解特点,在WASP的水质模型理论基础上,建立了河网非稳态水动力综合生态水质数学模型,考虑了多个污染物变量的耦合计算、变量之间的相互转化和迁移。利用模型对4个河网算例进行验证。验证表明,水位和流量过程计算值与实测值吻合很好,各水质变量的计算值和实测值也符合较好,可见模型是合理可靠的,为河网的水质预测和管理提供了一个较为简便实用的工具。     

基于振动特性的回转窑监测系统研究

为实现回转窑工况的实时监测,正确评估回转窑运行状态,建立筒体及托轮动力学振动模型,分析回转窑故障源与故障表征方法的对应关系。在此基础上,提出基于托轮振动特性的回转窑状态监测方法,设计基于Lab VIEW的回转窑状态监测系统,完成对托轮振动信号时频域特征趋势的实时监测,实现对回转窑故障模式的分类及运行状态评估。测试分析试验结果表明:设计的系统可实时对回转窑运行状态做出评估,为回转窑安全维护提供参考依据。     

质子交换膜燃料电池水管理动态模型研究

水管理是质子交换膜燃料电池取得良好性能的关键因素之一,膜中水的含量及其分布的不均匀造成了电池性能下降。限于试验条件及测试技术,为了更好地探明电池中水的行为及分布,研究者们开展了大量的数学模型和仿真模拟。从质子交换膜燃料电池的工作原理角度出发,回顾了有关质子交换膜中水传递从一维模型到三维模型的发展历程,并阐述了各个阶段研究的要点、限定条件和主要的研究成果。同时,提出了未来水管理方面数学模型和仿真模拟发展的新方向。模型的完善有利于燃料电池控制策略的研究,这将为电池的优化设计提供理论基础。     

Wet process rotary cement kilns: modeling and simulation

The knowledge of wet process kilns design and operation in the cement industry has not been improved substantially during the last decades since the pre-calcination process has been developed to become the technological standard. In spite of the tendency to replace wet process rotary kilns for cement production by modern dry process kilns with pre-calcination, there are still a substantial number of wet process kilns in operation. Their efficient operation requires an individually designed chain system to enhance the kiln performance. Currently the design of chain systems for wet process rotary cement kilns depends strongly on experience. Systematic theoretical and experimental investigations for the dimensioning of chain systems are not known. Based on a one-dimensional cell model, a simulation program for wet process rotary cement kilns with chain systems has been developed. With the aid of this simulation tool, the influence of chain systems on solid composition and temperature profiles, clinker throughput and fuel requirement is predicted and the design of chain systems can be optimized.     

Mathematical Model for the Rotary Kiln Process and Its Application

A mathematical model to predict the operation behaviours of the rotary kiln process and to describe theaxial distribution of process variables along the length of the reactor has been developed in present work.Themodel is established based on the principle of mass and heat balance in the system under a steady state withthe consideration of kinetic characteristics of the processes.Four examples of the simulation processes in a pi-lot kiln and 3 commercial kilns by using the present mathematical model are given in this paper.The goodagreement between the predicted results and the measured data has been obtained.     

大型超静定回转窑支承系统等强度调窑优化研究

回转窑运行中由于轴线偏移,支承载荷分配严重不均,托轮轴疲劳断裂现象频繁,对它运行轴线的合理调整是防止托轮轴疲劳断裂的关键。通过对回转窑托轮轴进行力学分析,导出支承系统疲劳强度与轴线的关系;以轴线调整量为优化变量,托轮轴安全系数最大值与最小值之差最小为目标函数建立优化模型;结合现场实例进行支承系统等强度优化调整研究,得出了一些有益的结论。为回转窑的维护与调整提供理论依据,对现场生产有重要的指导意义。     

隧道窑计算机模拟的研究

为解决隧道窑存在的非优化问题，采用系统工程观点分析隧道窑系统，建立了系统结构模型，并对主要研究内容、描述变量、广义数学模型、模拟模型、模拟系统及模拟试验等进行讨论．模拟系统由数据库、数据分析、动态模拟及结果分析、计算机辅助设计等子系统组成，具有综合利用所有资源、交互式建模、动态模拟实验及结果分析、辅助设计等功能．利用计算机模拟实际或虚拟隧道窑系统，进行热工理论研究，对隧道窑的烧成制度、系统结构设计、控制策略及方法、控制系统等方面进行优化，可提高设计与运行水平．     

A CONTRIBUTION TO THE OPTIMAL DESIGN OF RIDE-RINGS FOR INDUSTRIAL ROTARY KILNS

The design of the ride-rings, or tyres, of industrial rotary kilns is studied as a nonlinear programming problem. The method of monotonicity analysis is employed to obtain results of sufficient generality and utility to the designer. A special-purpose algorithm for the location of the global optimum is presented. A parametric study provides design charts showing the range of criticallity for the various design requirements.

The article represents the type of modeling analysis and subsequent solution, suitable for design problems which must be solved many times with parameter changes larger than those handled with the usual sensitivity analysis.     

电收尘框架结构的控制爆破拆除

介绍了电收尘框架结构的爆破拆除,对爆破参数、起爆网路和顺序、安全防护措施进行了讨论.     

罐式煅烧炉后期使用的管理和维护

包铝炭素分厂二车间所采用煅烧设备是八层五组二十室顺流式罐式煅烧炉,其中1#、2#煅烧炉处使用已达10年,超过设计使用寿命进入后期管理使用阶段。在此期间1#炉经历4次烘炉,2#炉经历2次烘炉,使得煅烧炉炉体变形严重,挥发份直接从罐内溢入火道,影响煅烧炉的正常使用。本文主要介绍炭素分厂二车间通过调整工艺参数,改进操作方式,改善煅烧炉使用情况,减缓煅烧炉老化趋势,从而确保煅烧炉的正常运行。     

考虑转动的双曲正切与正切组合模型缓冲系统冲击响应研究

针对普遍使用的缓冲材料受压时应力-应变曲线呈现的线弹性区、屈服区和压实区三段式形态,建立了双曲正切与正切组合模型.在此基础上,考虑包装产品冲击时由偏心导致的受力不平衡引起的转动,推导了具有转动和平动耦合的缓冲包装系统在半正弦加速度脉冲激励下的动力学方程,探讨了包装系统平动与转动相耦合的规律.数值算例的结果表明,未考虑转动效应,会导致一定程度的过度包装,造成浪费.该模型的建立和考虑平动与转动相耦合情况的动力学方程,更加接近实际缓冲包装的工程应用情况,为包装结构优化设计提供了参考.     

Microstructure and properties of hercynite–magnesia–calcium zirconate refractory mixtures

Refractory manufacturers have focused their investigations on the development of chrome-free products that suitably meet the refractory lining requirements of cement rotary kilns. The experimental development of refractory mixtures based on magnesia and calcium zirconate, to which electrofused hercynite was added, was carried out in this work. Formulations, in which various amounts of hercynite were added to study its influence on MgO–CaZrO₃ microstructure and properties, were prepared. Samples were obtained by compacting powders and sintering in an industrial tunnel kiln. The samples were characterized via XRD and SEM. The strength of the refractory was determined at room temperature. Resistance to attack by cement raw meal at 1300 °C was studied. According to the results, formulations with the addition of hercynite show superior cold crushing strength compared to those without the additive, moreover, all compositions showed good chemical resistance to the presence of cement raw meal.