空气搅拌式种分槽内多相流数学模型的实验验证(英文)

为了验证空气搅拌式种分槽流场数学模型的可靠性,设计了空气搅拌式种分槽的模型实验台架,实验台架按照原始比例进行缩小。采用有色示踪剂与KCl示踪剂来研究种分槽内的流体流动过程。在种分槽流场的数学模型中增加虚拟示踪剂模块,建立虚拟示踪剂跟踪计算的算法。对实验结果与数值计算结果进行了比较。结果表明:示踪剂进入种分槽后从翻料管流出的时间实验结果为40s,数值计算结果为42s;数值计算所得有色示踪剂在种分槽内的扩散过程与停留时间分布与实验结果吻合良好。实验结果表明:空气搅拌式种分槽的数学模型是可靠的,可以用于预测分析种分槽内流体流动状况。     

氧化铝生产过程能耗的(火用)分析

以(火用)传递理论与(火用)分析方法为基础,建立混联法氧化铝生产过程(火用)耗复杂灰箱模型;选取某氧化铝企业2008年两个月生产数据进行计算,得到氧化铝生产过程中各子工序的供给(火用)、(火用)损及(火用)效率.计算结果表明:供给(火用)主要消耗在熟料烧成、焙烧、管道化溶出和蒸发工序,占总供给(火用)的85％左右;熟料烧成工序(火用)效率最低,仅为7％左右;针对(火用)损较大的工序展开节能改造可有效降低生产能耗.采用(火用)分析方法对流程工业能耗状况进行分析,可以有效评价企业能源利用状况及能量损失,有利于有针对性地挖掘企业节能潜力,降低企业能耗.     

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。     

阳极焙烧炉火道数值模拟研究

根据阳极焙烧炉火道内的热工过程,建立了相应的数值仿真模型。运用Fluent软件对焙烧炉火道进行了数值模拟计算,研究了火道内的温度场、流场、浓度场的分布规律。计算结果表明,火道内的挡墙和挡砖对火道内的温度场、流场分布影响很大。     

铅锌冶炼烧结点火炉点火过程数值模拟

为了探究铅锌冶炼工艺中烧结点火炉内点火过程的多物理场分布规律,本文以某企业带式点火炉为研究对象,构建了炉内天然气流动、燃烧与传热过程的数学物理模型,并考虑了铅锌矿料化学反应热以及料层阻力的影响,对点火炉内的点火过程进行了详细的数值模拟研究,深入分析了炉内速度场、温度场和浓度场的分布规律,评价了点火料层的温度均匀性,并分析了其产生的原因,最终总结了点火炉的优化改造建议。结果表明：点火烧嘴中高速气流相向运动形成撞击面,破坏了炉内流场的稳定性;点火段主要位于两排主烧嘴的下方料面区域;主烧嘴气流受点火烧嘴气流的影响而发生偏转,导致点火段料面存在局部低温区,不利于料层的均匀着火。     

氧气底吹铜熔池熔炼过程的机理及产物的微观分析

对氧气底吹熔炼过程气体喷吹行为、造锍熔炼化学反应机理及熔炼炉内热工作状态进行理论分析及水模型实验和取样分析验证。结果表明,氧气底吹气流能使熔体形成均匀的扩散区,实现熔体的搅拌,在气体连续相区和液体连续相区,气液、液液之间的相互作用强烈,为炉内化学反应及传热传质提供了良好的动力学条件;氧气底吹熔炼过程在零配煤的情况下能达到自热熔炼,在节能减排方面,该工艺具有很强的优势;获得了铜渣、冰铜和蘑菇头中各组分的形貌,确定了铜渣、冰铜和蘑菇头的物相组成,渣样主要由冰铜相、磁铁矿相、铁橄榄石相和玻璃体相组成,熔炼内的氧势和硫势分布有利于反应的进行,能有效抑制Fe3O4的形成以及降低渣含铜。     

氧枪布置方式对底吹熔池熔炼过程的影响

采用FLUENT软件,分别选择kε系列湍流模型和雷诺应力模型(RSM)对底吹熔池熔炼炉内的高温熔体气液两相流进行数值模拟,并且依据相似原理,通过水模型实验对数值模拟结果进行验证,综合评价发现Realizable kε模型的计算精度最高。选用Realizable kε模型,对氧枪布置方式及直径对底吹熔池熔炼过程的影响进行数值模拟研究,结果表明:在一定范围内,适当增大氧枪倾角有利于底吹熔池熔炼过程的进行,当单排氧枪倾角在17°~22°之间时,熔池各指标均处于较好的水平;相对于现场工况,双排氧枪倾角分别为12°和22°时,熔池的搅拌效果显著增强;当氧枪倾角为20°时,其有效搅拌区直径为1.475 m,对应的合理氧枪间距为0.98~1.23m;适当减小氧枪直径可以有效提高熔池气含率。     

Numerical simulation of flow field and optimization of structure parameters of seed precipitation tank for production of alumina

In order to overcome the defects of air-agitated seed precipitation, such as scaring, liquid shortcircuiting, the three-dimension flow fields with different structure are numerically simulated by computational fluid dynamics software. Euler/Euler approach was used to study the effects of structure on the flow field in the tank. Multi-fluid model, body-fitted coordinates and multi-block gird were adopted in the simulation. The simulating results are well consonant with the practical situations. The flow field is improved obviously when the flow velocity increases from 0.089 m/s to 0.192-0.300 m/s at the bottom of the optimized tank and therefore the scaring is reduced greatly in the industrial production. With a gathering sill, the problem of short-circuiting, which always appeares in the upper of the tank, can be solved very well.     

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。