管道内气固两相流冲刷磨损特性数值模拟

针对有色冶金中低温烟气对管道材料的冲刷磨损,利用计算流体力学软件Fluent对气固两相流开展数值模拟研究,讨论了冲刷磨损量和切应力在不同烟气速度、颗粒直径、颗粒含量时的变化情况。结果表明：气固两相流冲刷集中磨损区位于管道前部约1/5处,最大磨损发生在管道入口后部;烟气速度增大时,磨损量与切应力都增大;在一定颗粒直径范围内,颗粒直径增大时,磨损量减小,切应力几乎不变;随着颗粒含量增加,磨损量增大,切应力基本不变。     

气流分布对电除尘器影响的数值模拟

气流分布状况是影响电除尘器除尘效率的因素之一,采用数值模拟的方法对电除尘气流分布进行研究,流场的模拟采用标准k-ε双方程,数值计算采用SIMPLE算法.结果表明,在电除尘器进口端设置三层分布板,气流分布呈均匀状态;进口速度15m/s时,除尘效率达到最高;在相同进口风速下,电除尘器若只在进口处布置一块气流分布板,开孔率30%-40%最优;在气流均匀分布的基础上,分布板采用进口上小下大,出口上大下小开孔率形式布置,可以有效形成斜气流.     

蜗壳式旋风分离器气固两相流数值研究

基于Fluent软件建立蜗壳式旋风分离器物理模型,对蜗壳式旋风分离器气固两相进行模拟,为优化分离器的结构提供理论支撑。分别研究了入口速度、入口颗粒粒径和入口颗粒浓度对分离器内分离效率和压力损失的影响。结果表明:蜗壳式旋风分离器的压降随入口风速的增大而增大,入口风速能够提高分离效率,但是压力损失也逐渐增大;相同入口速度下,分离效率随着颗粒粒径的增大而增大,但增加的幅度有所降低,最终逐渐趋向稳定;蜗壳式旋风分离器的压降随入口颗粒浓度的增大而减小,分离效率随入口颗粒浓度的增大而增大。     

热风吹扫系统电除尘器绝缘子室数值模拟

为防止烟道气在绝缘件表面结露和粉尘吸附在绝缘件表面,电除尘器绝缘子室(保温箱)采用了热风吹扫系统和承压绝缘子上盖板开孔的措施。利用ANSYS Fluent进行数值模拟,得到了相应的绝缘子室的速度场和温度场,并将特定位置的温度与实测值进行了比较。通过分析可知,在热风吹扫系统、上盖板开孔和加热管三者相结合的情况下,解决了烟道气在绝缘件表面结露和侵入烟尘粘结在绝缘件表面,从而使得绝缘件的寿命得以延长。     

基于计算机数值模拟技术的钢管矫直质量研究

矫直就是对金属塑性加工产品的形状缺陷进行的矫正,是重要的精整工序之一。主要是利用AN-SYS/LS-DYNA对六辊斜辊钢管矫直机矫直过程进行数值模拟,分析压下量与压扁量对于不同壁厚钢管的平直度与椭圆度的影响。     

基于数值模拟的热风炉燃烧模型

以首钢迁安2号高炉热风炉为研究对象,采用数值模拟的方法求出不同操作条件下拱顶温度以及燃烧效率,并求得正确表达空气预热温度、煤气流量、空燃比以及煤气成分与拱顶温度和燃烧效率关系的数学模型.该模型在满足拱顶温度约束的条件下,以热风炉燃烧效率为优化目标,得到热风炉的最佳操作模式.     

基于数值模拟的双联法炼钢供氧优化研究

利用CFD软件对福建三钢闽光股份有限公司120 t转炉进行了氧气射流与三相流数值模拟,模拟结果表明:4孔脱磷氧枪的射流和化渣效果优于3孔脱磷氧枪,可保证化渣过程整个熔池的吹炼面积,促进脱磷反应的稳定高效进行;Ma=2.03优于Ma=1.98的脱碳氧枪,有利于转炉脱碳过程造渣,促进脱碳反应的进行.将新氧枪应用于福建三钢闽光股份有限公司现场的转炉冶炼,表明脱磷氧枪与脱碳氧枪综合脱磷能力强,可有效地控制熔池温度,达到了前期脱磷保碳、后期脱碳升温的生产需求.     

基于多相流数值模拟的电弧炉脱碳速度研究

利用CFD软件对某厂150 t电弧炉进行了三维三相流数值模拟.将射流冲击深度的数值模拟结果与水模实验外推结果进行了比较,两者吻合较好.模拟结果表明;由于氧气射流的冲击,在熔池表面形成未被渣层覆盖的裸露钢液面,裸露钢液面是氧气与钢液的主要接触区域.利用基于红外烟气分析技术的脱碳模型,测定电弧炉炼钢过程中不同供氧流量下的脱...     

基于数值模拟的大型支撑辊铸造工艺研究

通过采用铸造模拟分析软件对大型支撑辊充型过程及凝固过程进行数值模拟,研究其整体铸造的合格生产工艺,同时采用Niyama判据及Porosity判据对缩孔缩松缺陷进行分析。研究发现,支撑辊的铸造工艺方案合理,充型平稳,温度场分布均匀,且支撑辊中无缩孔、缩松缺陷。最后采用数值模拟的工艺参数进行实际生产。经生产验证,生产出的支撑辊金相组织和力学性能均满足使用要求,为铸造支撑辊的生产提供了良好的指导作用。     

平面射流的数值模拟研究

冲击射流是一个复杂的流动过程,它不仅与流体的种类、被冲击表面形态和喷嘴的结构形式有关,更与喷嘴的布置及从喷嘴喷出流体的Re数有关。通过建立多柬平面射流的二维数学模型,利用SIMPLE算法计算了冲击换热表面的静压值,并分析了各种情况下的换热强度。数值模拟的结果表明,在多束平面射流条件下,Re=6670～39900,L／B=4～6、H／B=5～7时,可得到较为理想的射流冲击换热效果。     

工业电除尘器内部电流体场的数值解法

本文基于有限差分法，针对工业电除尘器的工作过程，根据泊松方程和紊流流场双方程模型建模，得到了非均匀场强作用下的流场分布和包括紊流脉动粘性的紊流流场作用下的电场分布，对于优化设计和完善电除尘器的收集理论具有重大意义，为电除尘器在现场的应用提供理论依据和技术支持。     

铅锌冶炼炉数值模拟研究

借助数值模拟技术研究冶金炉内冶炼过程已成为一种新的发展趋势,此方法不仅降低了成本,还有助于探明各工艺参数对冶金炉内冶炼过程的影响与作用机理,对其冶炼过程的稳定性与冶炼效率进行有效预测。主要介绍了国内外各种铅锌冶炼工艺的冶炼炉冶炼过程的数值模拟研究,根据研究结果进行冶炼炉的优化,研究冶炼炉内基本工况,对于提高冶金生产效率和能源利用效率具有重大意义。     

气力输送废塑料的数值模拟研究

建立了气力输送废塑料的气-粒两相湍流模型,采用k-ε方程描述管道内的气-粒两相流动,并采用Fluent软件进行数值模拟分析。     

巷道锚喷支护数值模拟研究

在对大冶铁矿尖林山-60 m水平现场工程地质调查、室内矿岩物理力学特性试验的基础上,运用FLAC 3D有限差分软件对由工程类比法确定并且正在应用的锚喷参数进行数值模拟研究。通过比较分析不同支护方式的数值计算结果表明,喷锚联合支护方式优于单独的锚杆支护和喷射混凝土支护,更适于在矿岩接触带软弱夹层地段支护。     

矿用空气幕数值模拟研究

矿用空气幕作为一种新型的矿井风流调控技术,具有广泛的应用前景。建立了矿用空气幕的数学模型和有限元模型,并应用ANSYS软件对风流特性进行数值模拟,结果表明:(1)矿用空气幕供风器的结构影响其供风风压及风流速度,在供风器出口面积一定时,供风器出口宽度小能量损失也小,空气幕的作用效果好;(2)当矿用空气幕风机风量为14m3/s、风压为480Pa、供风器异面矩形管的进出口面积分别为1.0m2和0.54m2时,其进出口最佳宽度分别为333mm和180mm;(3)解决了以往矿用空气幕的研究和设计主要依靠经验所带来的不足,对矿用空气幕调控风流技术的推广应用具有重要意义。     

基于二维数值模拟的煤粉燃烧性能的研究

运用数值模拟的方法,建立燃烧炉内煤粉燃烧过程的二维数学模型,对两种混煤粉和新钢高炉现用喷吹煤粉在燃烧炉内的燃烧特性进行了模拟,分别得到了两种混煤及新钢高炉喷吹煤粉在燃烧炉内燃烧形成的温度场和焦炭分布规律。结果表明：两种混煤的燃烧性能明显好于新钢高炉喷吹煤粉。采用热重法测得3种煤的燃烧率和与CO2的反应性,得出了与模拟结...     

基于CPFD的流化床反应器的数值模拟

流化床反应器已被广泛应用于冶金等领域,其结构设计、优化与放大至关重要。本文利用计算颗粒流体力学(CPFD)商业软件对两种典型的流化床反应器的颗粒-流体流动进行了数值模拟,结果显示该方法能够有效模拟颗粒和流体的真实运动状态,可以为设计人员和使用人员的设计、选型、控制和操作提供相应的理论依据。     

基于数值模拟的上向扇形孔孔底距优选研究

为更好地确定矿山爆破参数,结合现场爆破漏斗试验得出的数据,在孔深10.6 m、排距1.4 m和孔口距0.5 m不变的情况下,针对孔底距在2.2～2.8 m范围下,运用ANSYS有限元软件进行了四组数值模拟。为验证模拟效果的可行性,并将模拟结果应用于现场进行论证。结果表明:通过数值模型中应力云图变化过程及特定单元最大应力值的研究分析,最终确定孔底距为2.6 m,并将模拟结果所产生的爆破参数应用到现场试验中,试验效果显著,说明在爆破参数优化问题上采用数值模拟的方法是可行的。     

基于PFC2D-DFN的自然崩落法数值模拟研究

采用二维颗粒流软件PFC2D构建矿山模型,引入符合矿山实际节理产状的DFN网络,基于室内岩石试验及矿山实际崩落情况,标定模拟所用细观参数。以某工程应用为实例,模拟分析崩落破坏机理与崩落区演化趋势。结果表明：裂纹发起于推进面与顶板交界处,在拱形区域内密集扩展、贯通,矿岩破裂以节理拉伸破坏为主,矿堆以岩石剪切破坏为主;崩落区前期呈拱形演化,崩透地表后引起邻近高陡边坡滑动;部分拉底仅造成新开挖顶板上方局部崩落。该研究结果可对矿山崩落采矿起到指导作用。     

基于数值模拟的半钢钢包供氧脱磷研究

以河北钢铁集团承德分公司炼钢厂半钢脱磷处理工艺为研究对象,对半钢钢包进行设备改造,增设专用脱磷氧枪实现钢包内高效脱磷。利用Fluent流体力学软件对氧枪射流进行仿真模拟,通过对氧气射流的研究来优化供氧制度,提高脱磷效率。工业试验数据表明,专用脱磷氧枪具有良好的化渣和搅拌效果,新工艺具有良好的脱磷效果,平均脱磷率达到51.8%。此外,在试验温度范围内,随着半钢出钢温度的增加,脱磷率呈现上升的趋势;脱碳量与脱磷量平均比例为3.17∶1。