辐射管空气系数计算及温度场模拟

根据空气系数的经验数据计算出辐射管温度曲线和单耗,选择最佳空气系数;利用FLUENT商用软件对辐射管中的燃烧过程进行数值模拟,讨论辐射管内流场及温度场的影响因素.结果表明:这项工作可以优化辐射管结构设计,对各种性能指标作出评价.     

基于CFD双P型辐射管扁形度的影响特性

为改善辐射管热效率,本文设计了一个扁双P型辐射管,选取辐射管中心管截面长半轴A与短半轴B的比例为1.0、1.1、1.2、1.3和1.4五种扁形度,借助于FLUENT软件就扁形度对辐射管传热性能的影响进行研究.结果表明:在保持双P型辐射管换热表面积不变的情况下,随着双P型辐射管扁形度的增加,辐射管对带钢的辐射角系数增大,辐射管对炉内辐射换热量增加,辐射管热效率升高;但是,随着双P型辐射管扁形度的增加,辐射管表面温差逐渐增大,扁形度达到1.3后,表面温度不均匀系数显著增加.综合考虑辐射管的表面温差和辐射热效率,扁形度为1.2的扁双P型辐射管性能较优,与扁形度为1.0时(即辐射管未被压扁的时候)相比,表面温度均匀性几乎不变,而辐射管热效率提高约1%.      

抽-鼓式U型辐射管表面温度均匀性研究

对抽-鼓式U型辐射管加热装置进行了研究,主要研究了辐射管表面温度的均匀性及其影响因素.实验研究表明:当燃烧器结构一定时,调节一、二次进风量的配比,可辅助性的调节辐射管表面温度的均匀性.随着空气预热温度及炉膛温度的升高,同样能改善辐射管表面温度的均匀性.而辐射管内零压面的位置对辐射管表面温度分布的影响很小.     

P型蓄热式辐射管的表面温度分布

P型蓄热式辐射管的燃烧系统是典型的单烧嘴蓄热式高温空气燃烧系统,具有系统结构简单,烧嘴连续燃烧而易于控制,以及烟气循环燃烧等特点.对P型辐射管和U型辐射管进行了三维燃烧数值模拟,模拟结果是,在相同的人口条件和壁面边界条件下,P型辐射管的表面温差是U型辐射管的42%;对P型蓄热式辐射管表面温度分布进行了实验研究,实测两种工况的表面温差为58℃和70℃.研究的结果表明P型蓄热式辐射管比常规辐射管的表面温度更加均匀.     

基于正交法扁双P型辐射管仿真模拟及结构优化

在扁形双P型辐射管的基础上,研究了扁双P型辐射管的中心管的等效半径、支管的等效半径、中心管和支管间距、管长等结构尺寸对辐射管性能的影响.通过建立正交试验方案对辐射管结构尺寸以及燃烧器喷口结构位置进行优化.结果表明,影响辐射管表面温差的最明显因素依次:中心管与支管的间距、中心管等效半径、管长和支管等效半径;影响辐射管辐射功率的明显因素依次:管长、中心管等效半径、中心管与支管的间距和支管的等效半径.上下空气喷口与左右空气喷口大小比例在7:3和9:1比较接近,辐射管的性能参数最好;左右空燃气喷口间距为50 mm,上下空气喷口间距在60 mm的情况下辐射管表面的温度不均匀系数最小,为0.058.      

宝钢薄壁辐射管开发实践

介绍了宝钢薄壁辐射管开发的由来、开发过程以及后续推广实践.宝钢开发的首根薄壁辐射管大生产应用结果表明,辐射管烧嘴负荷60％工况下,薄壁辐射管在立式连续热镀锌炉上可较厚壁辐射管节能近5％.该薄壁辐射管已安全运行超过5年,达到传统厚壁辐射管相近寿命,并且在继续服役,有望创造更高的寿命记录.宝钢后续在其他卧式连续热镀锌炉和连续退火/热镀锌两用炉上推广应用薄壁辐射管.     

连续退火线辐射管炉内传热过程模型

建立连续退火辐射管加热炉内传热的数学模型,推导了模型的解析式,并给出了无量纲解的图像.引入当量灰平面法来简化带钢与辐射管之间的辐射换热计算,讨论了辐射管布置对系统黑度和机组长度的影响.计算表明,辐射管的间距直径比增加,系统黑度降低,机组长度增加.采用实际生产数据,分析了机组带钢厚度与机组速度的乘积(TV值)变化对带钢加热温度的影响.     

辐射管性能测试

本文介绍了吸风式U型辐射管的性能测试工作,测试内容包括:燃烧系统的P—v特性,煤气供给量(供热能力),调节比,表面功率,热效率,温度分布,辐射管的换热器性能,表面黑度等。通过实测和相应计算,可对各种性能指标作出评价,这项工作对掌握和完善辐射管的结构和工况是有益的、必要的。     

数值研究风比对预热式燃气辐射管的影响

燃气辐射管中的流动、传热和燃烧过程较为复杂,通过利用FLUENT软件,对辐射管内的流场、温度场进行数值模拟,研究了助燃空气的一次风与二次风的比例对火焰长度、辐射管温度的影响,为自身预热式辐射管的开发与优化提供了参考的数据.     

分区分级双P型辐射管喷口结构位置特性

为了对分区分级双P型燃气辐射管喷口结构、位置进行优化,提高燃烧效率.首先对分区分级双P型燃气辐射管进行了实验和数值研究,结果发现,除NO_x体积分数的误差为11.6%外,其他参数的偏差都在1%以内,证明该模型具有可靠性.在此基础上,通过研究主管和支管的喷口位置及喷口结构等参数,进行了气体温度和壁面温度的研究分析.结果显示:随着主管喷口位置向外移动,分区分级燃气辐射管表面温度的最高值逐渐减小,壁面温度的最低值逐渐增大.支管喷口位于三通管与支管交线处时,可以减少高温气体对辐射管管壁的冲击作用,提高支管径向的温度均匀性,延长辐射管使用寿命;主管喷口的形式为完全预混式喷口时,壁面温差最小;支管喷口的形式为不对称式时,分区分级燃气辐射管壁面温差最小,燃烧热效率最高.      

HTAC辐射管在燃气真空热处理炉中的应用

概要介绍了HTAC辐射管技术，并阐述了其结构和特点，以及蓄热式辐射管燃气真空炉结构和特性。     

U型辐射管加热装置的性能分析

实验研究了U型辐射管加热装置的性能。确定了实行烧嘴分级燃烧的配风板和配风环的结构形式。研究认为,分级燃烧不仅能保证燃料的完全燃烧,改善辐射管的表面温度分布,而且还可有效抑制NOx的生成,高效换热器可提高热回收效率。结构优化后的辐射管加热装置在使用时可使辐射管表面温差控制在65-81℃,烟气中NOx（11％O2）含量小于70×10^-6,换热器的温度效率大于42％。     

辊底式热处理炉辐射管失效分析

着重分析了热处理炉辐射管使用过程中失效和损坏的原因及解决方案,热处理炉在生产过程中有辐射管失效的现象发生,辐射管失效主要表现为辐射管弯曲变形,辐射管从吊挂上脱落,造成内管受挤压破裂,导致辐射管的变形损坏。从炉温变化的影响、吊挂受力作用状况等方面进行了详细的分析,找出了辐射管损坏的原因以及相应的解决办法,达到了提高辐射管使用寿命的目的。     

连退炉用U型辐射管内无焰燃烧的数值模拟

钢铁冶金用连续退火炉中通常使用辐射管对工件进行间接加热,这不仅保证被加热工件受热均匀,还能不影响其表面质量.但同时,由于辐射管内燃烧空间有限,极易产生局部高温区,这会影响被加热产品质量,而且高温会导致NOx 大量生成,此外,较大的壁温差异所产生的热应力会使管壁遭到蠕变破坏,缩短其使用寿命.因此,为了优化辐射管的性能,基...     

辊底式热处理炉辐射强度的理论研究

针对钢板热处理用辊底式热处理炉的设计,建立了炉墙、辐射管以及炉辊（钢板）之间的传热数学模型,研究了辐射管的辐射强度对炉子升温速度以及辐射管表面温度的影响。从理论上计算并确定了辊底式热处理炉辐射管辐射强度的取值范围,揭示了辐射强度对辊底式热处理炉设计的重要意义,并且通过理论与实际相结合,对研究结果进行了进一步的验证。     

基于蓄热式烧嘴的加热炉温度控制系统

针对宝日汽车板有限公司2CGL烘烤炉改造中基于蓄热式烧嘴炉温控制的新课题进行了探索。与传统烧嘴不同,蓄热式烧嘴的废气温度与燃气流量是成反比的,针对这个特点,提出了模拟连续控制和离散数字控制相结合的控制策略,从而避免了因燃气流量过低造成废气温度超高的问题,同时也充分利用了原系统的功能,实现了蓄热式烧嘴的炉温稳定控制。     

分区分级燃气辐射管模型验证及仿真研究

本文首先对双P型辐射管进行实验和数值研究,发现除NO_x含量的误差偏大外,其他参数的偏差都在1%以内,证明该模型具有一定的可靠性.在此基础上,将空气分级的理念应用于双P型辐射管,提出一种带支管喷口的分区分级燃气辐射管,并建立相应的数学和物理模型.对比双P型辐射管和分区分级辐射管的模拟结果显示:分区分级燃气辐射管和双P型辐射管内气体的平均流速分别为25.8m·s-1和21.0m·s-1,热效率分别为65.9%和64.2%;分区分级燃气辐射管壁面最高温度为1047℃,壁面最大温差为73℃,比双P型辐射管降低15℃,分区分级后气体平均流速增大,提高了直管和回流管管段的烟气温度和壁面温度,具有更好的温度均匀性.