基于UML的蓄热式铝熔炼炉热平衡计算软件的开发与实例分析

为了快速方便地获得蓄热式铝熔炼炉的热效率及其他技术指标,评价其热工特性,以期找出进一步加强热能利用管理和提高热能利用率途径,利用面向对象的思想,以统一建模语言UML为建模工具,建立了蓄热式铝熔炼炉热平衡计算软件的用户需求模型、静态模型、动态模型和物理模型,最终开发了蓄热式铝熔炼炉热平衡计算软件。并以某厂的蓄热式铝熔炼炉热平衡测试为实例进行热平衡计算,分析其计算结果,提出了提高铝熔炼炉热效率的有效措施。结果表明,该系统可为铝熔炼炉生产提供一种有效的辅助决策手段。采用这种方式开发软件,优化了开发过程,提高了软件的稳定性。     

烧嘴对蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的影晌

结合蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的特点,运用FLUENTUDF和FLUENTScheme混合编程,耦合用户自定义熔化模型和燃烧器换向及燃烧量变化模型,实现了蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的数值模拟。依据优化原则,获得了熔炼时间随影响因子的变化规律：熔炼时间随着旋流数、燃烧器倾角、空气预热温度或天然气流量的增加而缩短;熔炼时间随着燃烧器间水平夹角或空燃比的延长,先减小而后增加：熔炼时间随着燃烧器高度的增加而延长。     

铝熔炼炉燃烧器水平夹角的优化模拟

为提升铝熔炼炉热效率、降低污染物排放和提高熔体质量,在对某厂蓄热式铝熔炼炉热平衡测试的基础上,建立合理的铝熔炼炉模型,提出了优化准则。运用计算流体力学软件Fluent对铝熔炼炉燃烧器不同水平夹角下铝液和炉膛的耦合物理场进行了仿真优化。经过对不同燃烧器水平夹角下的优化分析,结果表明,燃烧器水平夹角为90°时,铝熔炼炉能获得最佳的熔炼性能。     

蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的数值模拟

为了更好地研究和优化铝熔炼炉的性能,针对现有的蓄热式圆形铝熔炼炉,在建立合理的铝熔炼炉基本模型的基础上,通过耦合用户自定义熔化模型和氧化烧损模型,运用计算流体力学软件FLUENT实现燃烧空间和熔池的耦合物理场的数值模拟。着重研究不同固液区和不同孔隙率对铝及铝合金熔炼过程的影响。结果表明,该模型较好地反映铝熔炼炉的熔炼现象,可运用该模型进行铝熔炼炉熔炼过程工艺参数的优化研究。同时获得了固液区和孔隙率对熔炼参数影响规律:铝液温度在固液区上升缓慢,而离开固液相线时,铝液温度上升速度加快,炉膛温度和氧化层质量随着熔炼时间分别呈周期性增加和呈抛物线增加;随着氧化层厚度的增加,铝液温度随着孔隙率的增加而增加变得缓慢。     

铝熔炼炉熔炼技术评述及其研究展望

能源的紧张、环境污染的严重性和优质铝合金铸件的需求对熔炼炉的热效率、污染物排放和熔体质量提出了更高的要求.本文针对目前广泛使用的反射式铝熔炼炉,从铝熔炼的基本原理及其熔炼过程特点出发,介绍了熔体净化处理技术、电磁搅拌技术、高温空气燃烧技术、耐火材料抗侵蚀技术等熔炼技术,同时提出了改善铝熔炼炉性能的研究展望,最终达到节源(资源与能源)减排和优质熔体的多重目的.     

铝熔炼炉热平衡测试及节能分析

本文针对国内某铝厂铸造车间的熔炼炉进行热平衡测试和计算,分析了影响熔炼炉热效率的因素,并提出了相应的节能措施。     

新型风冷烟闸在铝火焰炉中的设计与应用

铝行业的各种火焰炉均通过烟闸来调节炉子烟气的排放量从而控制炉压,传统意义上的闸板采用耐热铸件加工而成。本文结合新型风冷闸板在铝火焰炉中设计及应用,详细介绍了新型风冷闸板的设计、结构及炉压控制效果。     

田口方法在优化铝熔炼炉工艺参数中的应用

为提升铝熔炼炉热效率、降低污染物排放和提高熔体质量,根据影响熔炼性能的特性要因,运用正交表安排数值模拟方案,通过田口方法进行铝熔炼炉的工艺参数优化,得到最优的铝熔炼炉工艺参数组合,并对最优参数进行验证,结果表明达到了节源减排的目的.     

基于NSGA-Ⅱ算法的蓄热式铝熔炼炉燃烧器布置方式的仿真优化

考虑蓄热式铝熔炼炉运行过程的特点,通过耦合用户自定义熔化模型和燃烧器换向及燃烧量变化模型,建立了蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的数学模型.运用计算流体力学软件FLUENT模拟了熔炼过程中炉膛和熔池耦合物理场,并对模拟结果进行了验证.依据燃烧器布置方式对蓄热式铝熔炼炉熔炼性能的影响分析,以模拟结果为基础,建立了燃烧器布置方式与优化指标之间的非线性相关关系,再结合非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ实现燃烧器布置方式的多目标优化.优化结果表明,当燃烧器倾角23.56°、燃烧器高度1741.81mm和燃烧器间水平夹角62.05°时,能获得较佳的铝料温度相对标准差(2.65%)、无量纲熔炼时间(0.82)和炉膛温度相对标准差(14.03%).