全氧燃烧浮法玻璃熔窑窑压的数值模拟

采用基于k-ε湍流模型、涡-耗散化学反应模型、P1辐射传热模型的数值模拟方法,研究了玻璃熔窑在全氧燃烧条件下烟气出口面积对窑内压力场和火焰空间的影响规律。研究结果表明,所选用的三维数学模型能够较为真实的反应全氧燃烧玻璃熔窑火焰空间的状态。随着烟气出口面积的增加,玻璃熔窑内压力下降,窑内平均压力与烟气出口面积符合指数衰减关系。当单侧烟气出口面积为0.36 m2时,窑内平均压力约为6 Pa。烟气出口面积改变对火焰形态以及温度场的影响不明显。因此改变烟气出口面积可以作为有效调节全氧燃烧浮法玻璃熔窑窑内压力技术手段,这为指导全氧燃烧玻璃熔窑的设计和运行提供了理论依据。     

燃天然气浮法玻璃窑炉的三维数值模拟

建立了具有实用意义的浮法玻璃熔窑三维数学模型,将火焰空间燃烧模型、配合料熔化模型、玻璃液流动模型进行耦合计算,求解出玻璃熔窑火焰空间、玻璃液流的温度场、速度场分布及配合料堆的长度分布。以日产400t的燃天然气浮法玻璃熔窑为对象研究了其火焰空间内气体、窑池内玻璃液的流动情况及各自的温度场分布。从模拟结果可以看出,该三维耦合数学模型能够比较客观地反应燃天然气浮法玻璃熔窑的速度场和温度场的分布规律,对燃天然气浮法玻璃熔窑的设计和运行具有一定的实用价值。     

浅谈燃煤气玻璃熔窑全保温

浅谈燃煤气玻璃熔窑全保温秦皇岛市玻璃厂马魁民秦皇岛市玻璃厂是以发生炉煤气为燃料的六机玻璃熔窑。１９９２年４月我厂结合熔赛大修对熔化部企顶、胸墙、池壁、小炉及冷却部碴顶、池壁等部位进行了不同强度的保温。保温费用总计３０万元人民币，保温后，表面散热损失降...     

同心套管石蜡相变熔化数值模拟分析

以相变材料石蜡作为研究对象,采用数值模拟方法分析同心套管蓄热装置(以下简称蓄热装置)内换热管与石蜡相变的温差(以下简称换热温差)对石蜡相变传热的影响。研究石蜡在不同换热温差下随时间变化的液相率和熔化速率。6种工况下的相变传热过程均为自然对流传热与导热的共同作用,自然对流传热对熔化过程起关键作用,加快了石蜡的熔化速率,上半部分的熔化速率远大于下半部分,造成石蜡液相率分布的不均匀性。换热温差越大,相同时刻的石蜡液相率越大。下半部分未熔化的石蜡未受到浮升力的作用,且未熔化的石蜡离加热管壁面越来越远,导致热阻越来越大,熔化需要的时间越长。采用3/4熔化时间能够提高蓄热效率。     

多孔介质对太阳池传热传质影响的研究

通过实验与数值模拟相结合的方法研究在太阳池底部增设多孔介质水层对太阳池热盐双扩散及储热量、稳定性等的影响.在实验室研究了多孔介质对盐扩散的抑制作用.在海边沙滩建造了两个小型太阳池,测量了有无多孔介质太阳池的温度分布和盐度分布并进行数值模拟,模拟值与实验值吻合较好.计算了有无多孔介质太阳池盐梯度的分布、池子稳定性情况以及多孔介质对太阳池的储热量的影响.结果表明,在太阳池底部加设多孔介质水层可以提高太阳池LCZ温度.多孔介质水层有利于提高太阳池的储热量,有利于抑制盐分向上扩散,可以节省太阳池的盐资源消耗,并有利于提高非对流层的盐梯度和稳定性.     

新型平底型相变蓄热器蓄热性能的数值模拟北大核心CSCD

为了解决相变材料低热导率所引起的换热效果差的问题,向相变材料中添加高导热的金属泡沫材料以加速固液相变过程、提升整体蓄热效率。然而,浮升力导致高温流体堆积在蓄热单元顶部,蓄热单元底部的相变材料较难熔化。为了改善底部难熔的现象,本工作在控制相变材料容积不变的前提下,以一定的比例切除蓄热单元底部,形成新型平底型相变蓄热器。通过数值模拟的方法,对蓄热单元熔化过程中的熔化率、蓄热量、熔化相界面、速度分布和温度分布进行分析。结果表明,新型平底型相变蓄热器能够有效减少底部难熔区域,从而提高蓄热器整体的蓄热效率。其中底部横切比为0.7时,完全熔化时间最短,比圆管缩短了18.12%。通过模拟结果的对比分析可以发现,去除底部相变材料减小了热源到蓄热器底部(难熔区)的距离,增强了熔化末期底部难熔区域的换热。在熔化末期,横切比为0.7的蓄热单元,在相界面处的流速比圆管的提高了2.10倍。说明底部横切强化了熔化末期蓄热单元底部的传热,减小了蓄热单元底部的低温区域,从而推动了整体的熔化进程。     

全氧燃烧喷枪火焰空间气流场温度场的数值模拟

利用数值模拟方法,选用标准k-ε湍流模型、涡一耗散化学反应模型、p1辐射传热模型,研究了玻璃熔窑在全氧燃烧条件下助燃气体氧含量对喷枪火焰空间气流场和温度场的影响规律.结果表明,进油口尺寸、重油蒸汽速度和进气口尺寸一定.增大助燃气体氧舍量,有助于提高燃烧速率,使得尾气排放量及其带走热量减小.火焰空间温度场分布梯度变大.火焰温度增高.结果表明,所选用的三维数学模型能够比较全面地反映火焰空间气流场、温度场分布规律,这对于全氧燃烧在玻璃熔窑中的应用和研究,特别是氧枪的设计与操作,工艺制度的优化具有一定的理论和实践意义.     

高低热导率相间表面强化饱和池沸腾的格子玻尔兹曼模拟

采用格子玻尔兹曼方法模拟高低热导率相间表面的饱和池沸腾过程,研究不同表面高低热导率区域热导率比值、低热导率区域宽度和深度对沸腾换热性能的影响。对比均匀热导率表面与高低热导率相间表面的沸腾曲线发现：高低热导率相间表面的沸腾过程可被分为5个阶段,并且其临界热流密度最高可达均匀表面的12倍;高低热导率相间可促使表面维持一定的温度差异,从而保持明显的气液流动;随着低热导率区域宽度增大,气液分离更加明显,低热导率区域宽度存在一个最优值,其与毛细长度的量级接近;随着低热导率区域的深度增大,表面过热度的差异更加明显。     

电窑制备SiC结合Si3N4材料加热阶段的数值模拟

电窑中SiC-Si3N4耐火砖的烧制过程按时间可分为三个阶段,即加热阶段、化学反应烧结及冷却阶段。用数值仿真的方法模拟加热阶段,分析窑内温度场的均匀性。发现窑内热棒的位置及供热功率变化对温度分布影响较大;窑内的对流换热对改善温度场,减小砖坯的表面温差有一定作用;由于发热棒的不合理布置,使得窑内的温度场均匀性较差,升温速率较慢,电窑热效率偏低。     

移动式相变蓄热系统数值模拟与优化

以移动式相变蓄热系统为研究对象,通过Fluent软件对其蓄热器进行仿真模拟,分析相变材料蓄热和放热过程中蓄热器内部温度场、固液界面和液相体积比例随时间的变化过程,并对其进行优化。结果表明:相变材料熔化蓄热过程中系统上部分速度快,呈"梨形"结构,但系统内两侧以及底部蓄热过程中存在"死区";通过改变管径大小及数量和添加翅片的方法可提高蓄热系统的换热效率,破除蓄热瓶颈,为移动式蓄热技术和余热利用的研究提供理论依据。     

不同富氧含量玻璃熔窑火焰空间温度场的对比

建立了玻璃熔窑火焰空间温度场的三维数学模型，通过对某日产400t燃油浮法玻璃熔窑火焰空间在三种富氧情况(氧含量分别是24％，27％，30％)下用图像模拟直观的表述出计算结果。模型包括气相流动与传热模型，雾化油滴燃烧的轨道模型，和辐射传热模型。程序采用MS-FORTRAN语言，绘图采用Stanfordgraphic软件。对比结果表明，随着富氧含量的增加，各小炉火焰长度明显缩短，温度显著提升，模拟结果对窑炉设计与富氧燃烧组织有一定的参考价值。     

横火焰玻璃窑炉燃烧空间流动与传热的数值模拟

对横火焰玻璃窑炉燃烧空间内的流动、燃烧及辐射传热等过程进行了数值模拟研究,建立了玻璃窑炉燃烧空间内的综合数学模型,给出了诸控制方程的统一的数值解法,得到了炉内燃烧空间的速度场、温度场、组分浓度分布及燃烧空间向玻璃液面传递的热流分布。     

圆形铝熔炼炉内非稳态热工过程数值模拟

针对铝熔铸过程中常用的圆形铝熔炼炉,利用FLUENT软件,根据能量守恒方程、动量方程建立铝熔炼炉内热工过程数学模型,采用标准k-ε湍流模型、P-1辐射模型对铝熔炼炉内非稳态传热及流动过程进行数值模拟研究。考虑到铝料熔化过程会消耗一部分能量,采用等效比热法将铝料的熔化潜热转换为相应的比热值进行计算。通过数值模拟得到了炉内流场、炉膛及铝料温度场分布情况。模拟结果与实际情况相符,为铝熔炼炉的设计与优化研究提供了理论依据。     

大型切向燃烧锅炉上炉膛屏区两相流场近流线数值模拟

本文采用近流线的数值模拟方法，在较好地解决了四角切圆炉内流场计算中的伪扩散问题的基础上，对炉膛以及屏式受热面区域复杂结构、复杂两相流场进行了数值模拟。结果表明，在受到燃烧器喷入气流旋转流动的影响下，由于屏式受热面的阻挡和整流作用，使上炉膛两侧气粒两相流呈现不同的流动形式，且左右两侧颗粒流动特性出现不对称且不均匀的分布，导致了上炉膛分隔屏区域以及水平烟道两侧烟温偏差的气粒两相特性分布。     

马蹄形火焰玻璃熔窑燃烧空间流动与传热的数值模拟

对马蹄形火焰玻璃窑炉燃烧空间内的流动、燃烧及辐射传热等过程进行了数值模拟研究,得到了炉内燃烧空间的速度场、温度场、组分浓度分布及燃烧空间向玻璃液面传递的热流分布。探讨了燃烧空间入口的进气角度对炉内温度场和向玻璃面传递的热流的影响,模拟结果表明,当入口的进气角度在5°～10°之间时,传热效果较好。     

浮法玻璃熔窑水包位置变化对玻璃液流动影响的数值研究

采用数值模拟方法,分析了置于浮法玻璃熔窑卡脖内、深度为0.4 m的水包位置变化对窑池和卡脖内玻璃液流动状态的影响,并计算了不同水包位置的卡脖出、入口处生产流及回流量。结果表明,当水包位置由卡脖入口附近向卡脖出口变化时,卡脖入口处的生产流量和回流量逐渐增加,但它们的平均温度却随之降低;卡脖出口处的生产流量、回流量却减少,而它们的平均温度也都逐渐降低。水包靠近卡脖入口,回流量减少,有利于降低能耗。     

电弧炉强化熔化期脱硫的试验研究

本文说明了采用石灰石作垫底炉料,可达到在熔化期脱硫、脱磷、脱碳与去气的目的,同时介绍了不同功率和不同吨位的炉座以及不同操作对早期脱硫与去气的影响。     

Upward Heat Flux Through the Horizontal Fluid Layer of Water with Sinusoidal Wall Temperature at the Top or Bottom Boundary

Either top or bottom wall temperature of an infinite horizontal fluid layer at Pr = 6 is sinusoidally oscillated with constant average temperature on the opposing horizontal wall. This is a system with no temperature difference between the top and bottom walls in a time-averaged sense, as studied by Kalabin et al. for a square channel. The fluid is water, and the Boussinesq approximation is made. The computational region of height 1 and horizontal width 1 is adopted and numerical computation is carried out. The results show that the fluctuating Nusselt numbers computed at both the top and bottom walls give positive time-averaged values for two different frequencies computed. Time-dependent convection plumes occur when the bottom wall temperature becomes higher than the top wall temperature. The time-averaged heat flux is always positive, i.e., upward, even if the time-averaged temperature difference is zero between the top and bottom walls. This holds even if the oscillating temperature is on either the top or bottom wall. Two periods of temperature oscillation give one period of oscillation in flow and Nu, at least for the parameters studied.