高温下蜂窝陶瓷辐射体的传热研究

将蜂窝陶瓷辐射体的传热效应看成是每个空腔传热效应的总和，对单空腔内的对流与辐射传热进行了数值计算，根据计算结果进行函数拟合，得到流经辐射体的烟气温降拟合函数；由拟合值与数值计算值的比较可见，在本文的研究范围内，拟合函数完全满足实际工程设计的精度要求，可供设计采用。     

中间辐射体对强化炉内传热的影响规律

本文建立了加热炉内燃烧过程的数值模型,分别进行了基础模型与带有不同形状的中间辐射体模型炉膛温度场的数值模拟。结果表明:在相同条件下,通过在炉墙上安装中间辐射体可以有效提高加热炉的传热效率,从而节省燃料,达到节能减排的效果。对于不同形状的中间辐射体而言,梯形中间辐射体较矩形中间辐射体更有优势。对于相同形状的中间辐射体而言,厚度相对较低的中间辐射体强化辐射传热效果较好。并且,中间辐射体对靠近炉膛两侧的强化辐射效果比靠近中间的效果更好。     

工业炉窑火焰辐射特性

工业炉中的传热机理分辐射传热和对流传热两种。在钢铁行业的均热炉、加热炉等高温炉中,辐射传热量约占全部传热量的90％左右。因此,作为节能燃烧技术,研究钢铁工业炉中的火焰辐射特性并使之最佳化,这对改善均热和加热性能是有效的。一、火焰辐射特性 1.火焰辐射火焰辐射的种类大致分为无火焰气体辐射和火焰辐射。无火焰气体辐射已进行了很多试验和理论上的研究,基本上弄清楚了,在工业上也得到广泛应用。火焰辐射是从高温燃烧气体中析出而悬浮的碳等固体微粒群产生的热辐射。由于火     

非等温空腔辐射特性

应用热辐射数值计算方程研究了蜂窝陶瓷非等温空腔的辐射特性。计算结果表明,不等温空腔具有定向辐射之功能,而其辐射能力所需空腔深度很小。     

带有中间传热体的电阻炉强化传热研究

中间传热体作为强化传热元件已经在工程上得到了应用,但其在理论上的分析还不完善。利用计算流体动力学软件FLUENT建立了加热炉内传热过程的数学模型,借助辐射式电阻炉内无气体燃烧、传热过程相对简单的特点,通过采用非稳态、离散坐标辐射模型,模拟了钢坯在炉顶加装不同形状中间传热体的电阻炉内的升温过程,验证了不同形状中间传热体的节能效果。     

节能化的加热装置 川崎制铁开发传热变换设备

川崎制铁在加热炉等炉内由于装入了热辐射率高、热容量小的传热变换装置,从而提高了炉内的热效率,取得了节能7％的效果。在国内外申请了专利。该装置在该所的加热炉、均热炉等36台加热设备采用后,均节能7％。这些装置所需的费用总额为1400万日元,但在该制铁所靠它却取得了年内节能2亿3千万日元的效果。 1.传热变换装置的原理这个传热变换装置是在燃烧气体的气流中放入热容量小的耐热物体(容易被加热,可达到接近燃烧气体的温度,辐射效率高),靠燃烧气体(气体对流传热和辐射传热)来加热该     

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％。     

板坯连铸机凝固传热数学模型研究

以新余钢铁公司—炼钢板坯连铸机为研究对象，建立了板坯—维非稳态传热数学模型。在此基础上，依据普碳钢的特点，建立了铸坯传热计算仿真模型。对模型初步验证的结果表明模型与生产实际相符。     

宝钢1930mm板坯连铸二冷传热模型的研究与开发

基于二维非稳态传热数学模型理论，并结合铸坯在连铸二冷区的实际热量散失规律，将二：冷区相邻夹辊之间传热分为夹辊接触传热、水聚集蒸发传热、水冲击传热和辐射传热4个过程，根据宝钢一炼钢1930mm板坯连铸机具体条件，建立其连铸二冷传热模型。利用面向对象的VisualBasic6．0高级语言对模型进行编程，开发出相应的连铸二冷仿真软件。利用红外线测温仪采集铸坯温度对模型结果进行验证，现场铸坯测温和仿真结果比较得出温差在20℃以内，偏差范嗣为1．0％～2．5％，说明仿真模型和仿真结果真实可靠。应用该仿真软件可以对宝钢1930mm连铸机的二冷工艺制度进行研究和优化，指导连铸生产。     

矩形坯连铸机凝固末端位置的模拟计算

根据连铸矩形坯凝固传热特点，运用直接差分法建立了二维非稳态矩形坯凝固传热模型，对首钢矩形坯进行了凝固末端位置的模拟计算，得出了3种断面的液芯长度，找了搅拌器的合适位．置。     

方坯连铸凝固传热的复合数值模拟

根据连铸机特点和铸流场特性，在拉坯方向上将整个铸流长度划分为上部计算域和下部计算域。对于铸坯温度场的数值模拟，上部计算域充分耦合钢液对流对传热的影响，采用了三维稳态流动传热耦合模型；下部计算域则将铸流场对传热的影响考虑为有效导热系数，并忽略拉坯方向上的传热效果，采用了二维非稳态有效导热系数模型。计算过程和结果表明，采用此复合模拟方法保证了数值模拟的准确性并降低了仿真程序的计算成本。     

工业炉多层炉墙非稳态传热计算

对工业炉多层炉墙在非稳态下的传热问题,用有限差分法进行了计算,提出多层炉墙非稳态传热的界面层温度计算公式、外表面层温度计算公式及各层温度场的计算公式。用计算机进行了实例计算,结果表明,外表面层温度的计算值与实测值吻合较好。     

连铸机二次冷却计算机实时控制

应用二维非稳态传热数学模型，对国内连铸机二次冷却水所采用的几种控制模式进行模拟计算，为连铸机二冷控制模型提供了理论基础。     

工业炉数学模型实验及段法的改进

炉子热过程数学模型可用来进行炉子结构和操作参数的实验,从而辅助或实现设计和操作的优化。作者等所作的加热炉隔墙、热滑轨和均热炉液芯加热制度的数学模型实验可得到工业试验和物理模型实验所无法得到的结果。本文还综合了作者及合作者针对炉内热交换数学模型实验的重要手段——“段法”的现存难题所作的研究。提出了简化各段间辐射热交换面积的计算方法;在发现段能量平衡方程组具有“主变量性”的基础上开发了“主变量修正法”,保证了求解收敛、简化且精度足够;研究了段法与偏微分方程数值解相结合的模型,使模型包括了流场、对流传热和辐射传热。     

均热炉炉内的换热计算

本文成功地采用网络法推导出均热炉炉膛内辐射换热金属与炉壁的差额热流公式,此公式适用于更一般情况,包括金属表面可自见和不可自见的情况。在此基础上,又建立起了均热炉加热过程数学模型,经实验验证,表明该模型准确可靠,可以应用于均热炉实际生产过程。     

矩形坯连铸凝固传热的数学模型

根据连铸矩形坯凝固传热特点，在上海浦东钢铁有限公司１号连铸机二冷系统改造中，动用直接差分法建立了二维非稳态矩形坯凝固传热数学模型，已应用于连铸凝固过程的模拟计算，在分析拉速、浇注温度等在数对钢水凝固过程的影响后，为提高拉速找到了理论依据。     

直流电弧炉钢棒式底电极传热与流动数学模型

 为了深入了解直流电弧炉水冷钢棒式底电极的传热过程，根据底电极的炉底结构结合相应的边界条件，建立了基于流动的二维轴对称固液相变传热数学模型。推导了考虑水冷铜套和电极之间空气隙影响的等效对流换热系数以及通电时的径向和轴向电磁力方程。模型中考虑了底电极从固态300 K到液态2 000 K过程中钢的物性的连续变化。利用所建模型，可以数值模拟直流电弧炉单炉冶炼、双炉冶炼的非稳态传热过程以及考察计算参数和结构改变影响的稳态传热过程，为改善电弧炉的安全性、提高工作效率提供理论依据。     

环形加热炉传热数学模型的研究

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%。     

宝钢1930mm板坯连铸凝固传热模型的研究与开发

以二维非稳态传热数学模型为理论基础,结合铸坯在连铸二冷区的实际热量散失规律,将二冷区相邻夹辊之间传热分为夹辊接触传热、水聚集蒸发传热、水冲击传热和辐射传热四个过程,并根据宝钢一炼钢板坯连铸机具体条件,建立了宝钢1930mm板坯连铸凝固传热模型.利用面向对象的VB6.0高级语言对模型进行编程,开发出相应的连铸二冷仿真软件.利用红外线测温仪采集铸坯温度,对模型结果进行验证,现场铸坯测温和仿真结果比较得出偏差范围为0.9%～2.8%,说明仿真模型和仿真结果真实可靠.利用该仿真软件可以对宝钢1930mm连铸机的二冷工艺制度进行研究和优化,指导连铸生产.     

应用直接差分法计算矩形坯连铸数学模型

根据连铸矩形坯凝固传热特点，在上钢三厂转炉１号连铸机二冷系统改造中，运用直接差分法计算了二维非稳态矩形坯凝固传热数学模型，又依二冷区各段出口目标温度不随拉速改变为配水原则，进行了矩形坯连铸机二冷配水计算，为该铸机提高拉速找到了理论依据。