结晶器内冷却器-U形管内流场温度场耦合数值模拟

采用ANSYS有限元通用软件,对设计开发的圆环主半径54 mm、圆柱高180 mm、横向圆柱长45 mm、冷却水初始温度320 K、冷却器内壁温度525 K的内冷却器-U形管内冷却水速度为6～14 m/s时,对流场温度场耦合作用下冷却水流动状况进行数值模拟。结果表明,进口速度太小,易在弯曲区形成涡流,速度太大,易在弯曲区产生更大的流速,对管壁冲击较大,影响其使用寿命;所以内冷却器进口速度在10 m/s时冷却效果最佳。     

热轧带钢氧化铁皮厚度演变的数值模拟

为了降低热轧结构钢510L氧化铁皮缺陷的发生率,对其热轧过程氧化铁皮厚度的演变进行了数值模拟,研究了精轧入口温度、精轧终轧速度、机架间冷却、层流冷却模式和成品厚度规格对氧化铁皮厚度演变的影响。模拟结果表明:在保证力学性能的热轧工艺条件下,采取较低精轧入口温度、提高终轧速度、投入机架间冷却水、使用前段冷却可有效地降低氧化铁皮的厚度。     

气态悬浮焙烧炉流化床冷却器节能改造

某氧化铝厂采用一种专利技术流化床冷却器,改变冷却排管结构和冷却水流程,采用冷却后的蒸发回水作为循环冷却水,回收高温段Al_2O_3的热量,可有效解决气体悬浮焙烧炉流化床冷却器存在的循环水冷却热量没利用、管内壁结垢严重、流化床冷却器冷却面积不够、出料温度较高等问题,并能取得经济效益145万元/年,节约标准煤16 157 t/a。     

控制冷却中钢板厚度方向上的冷却速度

应用有限元方法模拟分析了控制冷却过程钢板厚度方向上温度和冷却速度的分布。结果表明,钢板表面冷却速度随着冷却的进行逐渐减小,而钢板中心冷却速度逐渐增大,其余位置的冷却速度先增大然后减小。分析了冷却时间、开始冷却温度、冷却水温度和水流密度对冷却速度和钢板表面与中心冷却速度差的影响规律,结果表明,冷却速度差随冷却时间的增加、...     

锰矿预热窑内气固换热的数值模拟

为了直观地得到某预热窑内烟气、物料的温度分布和气体流动状态,从而调整实际生产中预热窑的进气量、入口烟气速度及烟气出口压力等参数,采用数值模拟的方法建立了工业尺度的矿热炉炉顶预热窑三维模型,并用多孔介质模型和双温度方程研究窑内的温度场变化.研究结果表明:高温气体穿过进气梁上的进气孔时最大速度为45.27 m/s,与实测值44.6 m/s相差1.51％;气体入口附近形成近椭圆形的高温区域,出口附近的气体温度低于400 K,气体的热量利用率高;预热15,30,60 min时固体物料的最高温度分别为585.13,697.09,765.08 K;预热60 min时,预热窑底部出口的物料温度范围为524.8～762.29 K,实际生产中预热窑出口处物料最高温度在450～550℃范围内,符合预热窑实际工况.     

大直径GCr15轴承钢棒材穿水冷却规律及工艺研究

利用有限元耦合场数值模拟计算方法,对大直径棒材穿水冷却过程进行了三维数值模拟,在确定了冷却器结构的条件下,依据GCr15轴承钢的冷却工艺参数,研究冷却水流量和温度对棒材冷却效果的影响规律。模拟结果表明：冷却水流量对棒材温降效果影响较大,但当流量达到一定值时,继续增加流量,效果减弱;冷却水温对棒材温降效果影响较小。由此提出适合此种规格棒材的冷却水流量和水温区间。     

厚规格钢板在ACO中极限冷却速度研究

通过数值模拟方法对钢板冷却过程温度变化进行研究,分析冷却速度随换热系数的变化规律.结果表明,随着表面换热系数增大,冷却速度呈S形,逐渐达到一稳定值.随着换热系数的增大,当冷却结束时,钢板表面温度接近于冷却水温度,冷却速度达到极限值.极限冷却速度远大于加速冷却和超快速冷却的冷却速度.极限冷却速度随钢板厚度的增大、开冷温度升高和终冷温度的降低而减小.冷却水温度对极限冷却速度影响较小.     

真空吸铸水冷系统参数对铸件温降速率的影响

为探究真空吸铸冷却系统的冷却速率,采用Fluent软件建模分析螺旋导流板的螺距、入口温度、入口速度对螺旋导流板冷却速率的影响,并进行试验验证。结果表明:冷却速率随入口水流温度的增加、入口水流速度的降低而逐渐减小;随螺距的增大先增加后减小;当螺旋板螺距为35 mm、入口速度1.345m/s、入口温度283.15K时冷却效果最好。模拟结果跟初期实测结果吻合较好。     

高炉冷却壁的稳态传热计算

通过采用工种技术实丛建模,计算并分析高炉冷却壁的稳态传过程以及不同设计和工艺参数对它的影响。结果表明,影响冷却壁最高温度的因素依次为渣壳、冷却水速度、传衬厚度等。安装微型冷却器后,冷却壁最高温度可降低35％,铜冷却壁可使冷却壁却壁体最高温度降低77％。     

燃气比及入口流速对SJ低温干馏炉内燃烧特性的影响

采用计算流体动力学(CFD)方法对SJ低温干馏炉内燃烧过程进行数值模拟,通过控制不同的燃气比和入口流速来测量炉内温度场及压力场的分布规律。研究结果表明:固定入口速度时,随着燃气比的逐渐增大,炉腔内温度分布差异变大,炉底和炉顶高温区域逐渐增大。固定燃气比时,随着入口速度的逐渐增大;炉腔内温度分布差异变小,炉底和炉顶高温区域减少。在同一煤层高度上,随着燃气比和入口速度的增大压力降逐渐减小。当燃气比为0.6、入口速度为24m/s时,炉内干馏段温度分布最均匀,回炉煤气与空气燃烧充分。     

数值模拟在反应塔冷却系统设计中的应用

通过对闪速炉反应塔冷却系统的冷却单元建立三维模型,并利用计算流体动力学软件FLUENT进行了数值模拟研究得出:冷却单元的冷却效果良好,产生的低温区域容易促进反应塔内壁挂渣的形成;冷却系统主要的散热损失由冷却水带走,且冷却单元的冷却强度与冷却水的进水温度及进水量关系不大;冷却系统的总循环水量及温升可以通过分别计算各不同冷却单元的冷却水量和温升得到等结论。     

高碳钢线材轧后水冷换热过程的有限差分模拟

根据82B和72A钢Φ5.5～12.5mm高速线材轧后水冷传热特点,将水冷过程分成3个区域,并在水冷箱区域中根据环形喷嘴的开关状态,分别采用了水对流换热和水蒸气对流换热两种形式传热模型,建立了水冷过程按喷嘴个数分段处理的边界条件,通过有限差分模拟得出轧后水冷系统中线材断面的温度分布。通过实测温度值校正高碳钢线材水冷过程中水的对流换热系数,模拟结果表明,精轧机入口和吐丝机的预报和实测线材表面温度均值的绝对误差在±20℃以内。     

基于热损失率目标的板坯连铸凝固传热过程多目标优化

基于构形理论,以板坯热损失率、表面温度梯度、矫直点表面温度、表面极限温度和液芯长度组成的惩罚函数为优化目标,在二冷总供水流量一定的条件下对板坯连铸凝固传热过程进行优化,得到二冷区各区段最佳水量分配比,分析水量分配比、二冷总供水流量和拉坯速度对复合函数(板坯热损失率和表面温度梯度的线性加权函数)、热损失率目标、表面温度梯度目标和板坯表面温度的影响。结果表明:与初始水量分配比结果相比,水量分配比优化后的复合函数、热损失率目标和表面温度梯度目标分别降低35.04%,2.14%和59.48%;优化后的二冷区出口温度和空冷区末端温度分别提高6.79%和1.59%。最佳水量分配比方案在提高板坯蓄能的同时也提高了板坯的质量。     

小方坯结晶器水温水速对传热过程影响

通过建立结晶器内钢液和水的二维对流-传热耦合模型过程,研究了小方坯结晶器冷却水入口温度和流速对铜管温度和结晶器内平均热流的影响.该模型使用Fluent进行求解,模拟了钢液和冷却水的流动和传热,凝固坯壳的生长,以及热量以辐射和导热两种通过保护渣和气隙.通过将坯壳厚度和铜管温度与其他研究的结果进行对比来验证模型准确性.研究结果表明,结晶器冷却水的温度显著影响铜管的冷面温度,水温超过313 K会导致铜管冷面最高温度超过水的沸点.水流速升高0.49 m·s-1能够消除水温升高4 K带来的不利影响.      

立弯式奥氏体不锈钢220 mmx220 mm铸坯动态二冷控制和应用

根据奥氏体不锈钢的热物理参数和二冷区各区出口目标温度,建立了不锈钢220mm×220 mm铸坯动态二冷综合控制模型和末端拉速电磁搅拌-拉速优化模型。304奥氏体不锈钢连铸生产应用结果表明,在该钢正常工作拉速0.8~1.1 m/min,根据目标温度（足辊1080℃,一区1 070℃,二区1060℃,三区1045℃,进拉矫机980℃）制定相应比水量（0.30~0.33 L/kg）,模型实时计算表面温度与目标温度对比,进行在线控制,铸坯温度均匀、稳定,冶金质量良好。     

广钢转炉分厂2号方坯连铸机拉速问题的探讨

通过分析钢水在结晶器内凝固的不均匀性及对钢水结晶的热量平衡计算，讨论连铸中间包钢水温度、结晶器冷却水流量及进出水温差对拉坯速度的影响。     

钢液连铸二次冷却先进工艺模型的发展与研究

 钢液连铸二次冷却的效果直接影响连铸坯质量,为了合理地控制二次冷却过程,多种静态和动态控制工艺模型被提出。系统综述了目前二冷静态和动态控制工艺模型的发展,包括二冷区各回路水量与拉速呈一次线性或二次曲线关系的二冷控制工艺模型、基于修正有效拉速的二冷动态控制工艺模型和基于在线传热计算的二冷动态控制工艺模型等,以及基于钢液过热度和二冷进水温度的二冷控制先进工艺模型和基于在线温度测量反馈调节各回路水量的二冷动态控制工艺模型。随着二冷控制工艺模型的发展,其控制的实时性、可靠性、准确性以及运行的稳定性也逐渐提高,从而为高质量铸坯生产及智能化二冷控制奠定了基础。     

基于有限元模拟的水平连铸TP2铜管坯一次冷却结构优化研究

对比多种结晶器结构下温度场、速度场等分布状态及石墨模具内部温度变化趋势,探究其对铜套、石墨模具等易损件及铜管铸坯温度变化的影响。结果表明,在一次冷却结构增设12道Φ10 mm且倾斜角度为30°的流槽,可使冷却水流态平稳均衡,铜套受热均匀,有利于铸坯周向同时凝固。本文通过有限元软件模拟铜管水平连铸过程一次冷却结构优化对温度的影响,为生产企业改善产线冷却效果,提高产品质量,降低模具成本和延长使用寿命,提供了实验参照和理论指导。