环形加热炉管坯二维传热数学模型采用总括热吸收率法的探讨

总括热吸收率法一般只用于钢坯加热过程一维数学模型的计算中,采用CFD模拟并结合黑匣子测试结果来分析管坯加热过程的总括热吸收率,将总括热吸收率法应用于环形加热炉管坯二维在线数学模型中,通过实践证明了该方法的可行性。     

微藻培养光生物反应器内传递现象的研究进展

微藻规模化培养过程中光生物反应器内传递现象是影响微藻的生长及产量的重要因素。本文重点综述了光生物反应器内传递现象（光传递、传热、传质和传动量传递）及其数学模型研究进展,分析了光生物反应器结构和尺寸对光传递和传质的影响,总结影响各传递现象的重要参数,如光吸收系数、体积传质系数等,为高效光生物反应器的设计、优化及放大提供了参考依据。     

钢卷退火过程导热和热应力数学模型

研究了钢卷在罩式炉中的退火过程，建立了钢卷的导热和热应力数学模型，耦合求解出钢卷的温度场和应力场，所得结果对钢卷退火工艺的优化具有参考价值。     

焙烧温度与碳结构对钙碳球团抗压强度的影响

电弧法生产电石的过程中,原料应具备一定的强度,保证产物一氧化碳顺利通过。为了提升两步法中钙碳球团的抗压强度,以混合均匀的氧化钙和贫瘦煤为原料,通过嵌样机在压力为8 MPa、时长为1 min条件下压制直径为15 mm、质量为2.5 g的钙碳球团,在温度为350～750℃时进行了焙烧,研究了在不同焙烧温度下碳结构对钙碳球团抗压强度的影响。结果表明：当温度为350～<550℃时,煤发生分解和解聚反应,半焦缺陷碳结构相对数量增加,抗压强度随着温度的升高而减小;温度为550～<650℃时,煤固化收缩成半焦,导致抗压强度升高,达到最大值为59.9 kPa;温度为650～750℃时,半焦发生缩聚反应,缺陷结构向有序性发展,发生石墨化,导致抗压强度降低。     

基于辐射管内外耦合传热模拟带钢连退过程的温度均匀性

针对立式带钢连续退火炉内辐射管加热过程带钢温度均匀性问题,建立了W型辐射管管内流动、燃烧和管内外换热的耦合模型以及带钢内部非稳态导热模型,模拟研究了辐射管表面温度分布对带钢温度均匀性变化的影响。结果表明,在带钢升温过程中,其宽度方向温度呈凹状分布,这与辐射管两端温度偏高和炉墙的辐射绝热作用有关,该温差先增大后逐渐减小,宽度1200 mm的带钢在加热中段时最大温差可达13.6℃;带宽方向温差随着带宽的增大先缓慢增大后快速降低;带宽较小时,带宽方向温差随着功率的增加而增大,带宽较大时则相反。带宽接近辐射管长度时,带宽方向温差最小,可降至5℃以内;加热前期,辐射管表面温度最不均匀,加热中期,带宽方向温差最大。     

环形加热炉传热炉数学模型的研究

建立了以在线优化控制为目的的环形加热炉炉内传热数学模型。管坯内部采用柱坐标形式的二维非稳态导热模型，炉膛传热过程采用分段零维模型，并提出了适用于在线控制的炉内辐射换热的新解法。实测验证了模型的合理性和准确程度，实现了管坯温度的在线跟踪。在此基础上，开发了环形加热炉在线优化控制系统。该系统投入运行后，管坯加热质量有明显改善，环形加热炉燃耗和管坯氧化烧损分别降低了６％和８％。     

无缝钢管热轧生产线加热炉计算机优化控制

建立了无缝钢管热轧生产线上环形加热炉和荒管再加热炉的数学模型和计算机优化控制系统，并实现了无缝钢管热轧过程温度跟踪。建立的计算机优化控制系统在实际控制中取得了良好的控制效果。     

钢坯热轧加热炉区生产调度模型与算法

钢坯热轧加热炉区生产调度属于组合优化中的NP-complete问题.本文根据加热炉区生产特点建立了分别以生产能耗最小化和加热质量最优化为主次目标的钢坯加热炉区调度数学模型,将其归结为布尔可满足性问题,构造了采用二进制编码方式的遗传禁忌搜索算法进行求解.基于实际生产数据的模拟优化结果表明,该模型和求解方法充分满足了现场加热炉区生产调度的需求,在满足生产工艺约束的前提下,缩短了生产时间,提高了钢坯入炉温度和加热质量,与传统人工调度方法的结果相比具有更好的节能、高产效果.     

熟料烧结回转窑传热传质数值模型

建立了窑长为90m的氧化铝熟料回转窑的传热传质数学模型.采用化学动力学方法研究了烧结反应吸、放热对窑内温度分布的影响,提出了氧化铝与碳酸钠的反应为窑内熟料烧结反应结束的标志.结果表明,熟料反应约在距离窑头85 m处完全结束,各反应速率随温度的升高而增大,喷煤量的增加对预热、烧结带的影响大于其他各带区.     

稀释体系气溶胶粒子近壁动力特性及壁面影响

以极端稀释气溶胶体系中单个粒子为研究对象,建立了考虑受重力浮升力、表面势力和布朗热动力作用的运动控制方程,运用布朗动力学方法数值模拟了近壁处气溶胶粒子的动力特性规律.结果表明,壁面之上一定范围内(约50个气溶胶粒子半径)存在一个壁面影响区,区域中气溶胶粒子的动力特性有别于无界大空间中的气溶胶粒子,且其厚度远大于壁面对粒子作用力的范围(约1个粒子半径).最后讨论了不同表面特性、不同粒子半径时壁面影响区的变化规律.