燃气加热炉炉内温度场的模拟研究

利用CFD软件对燃气加热炉炉内温度场进行模拟,并与实验系统实测数据进行对比,结果表明数值模拟能够反映出炉膛内的温度场情况。数值模拟方法,对加热炉的设计或者现有炉子的改进,都有有益的帮助。     

转底炉内温度场及流场的数值模拟

利用Fluent软件建立了转底炉炉内温度场及流场的数学模型,采用κ-ε模型,辐射模型,非预混燃烧模型模拟炉内的辐射传热和湍流流动,分析了烧嘴和助燃风喷嘴的选择与布置对炉内的温度及速度分布的影响.结果表明,转底炉预热段与加热段采用炉顶布置平焰烧嘴供燃料,炉膛下部布置喷嘴供助燃风能获得很好的温度场和流场来满足工作需要;还原段选择蓄热式烧嘴供给燃料,即满足了高温还原的温度要求,也达到充分回收利用烟气余热的效果.     

直流电弧炉精炼期内熔池流场和温度场的数值模拟

数值模拟直流电弧炉精炼期内熔池部分的流体流动和电磁现象有重要的理论意义和实用价值.在对直流电弧炉内电弧等离子体进行数值模拟的基础上,使用一个二维时变磁流体力学模型来描述电弧炉精炼期内熔池部分电磁场、速度场和温度场的分布情况,同时,研究了炉底电极大小对炉内熔池部分流场的影响.仿真结果可为直流电弧炉的合理化设计和冶炼过程的优化提供参考依据.     

阵列射流冲击冷却流场与温度场的数值模拟

采用数值模拟方法对冲击冷却的流动和传热过程进行了三维数值研究。特别研究了在冲击孔叉排方式下,相邻孔间距、冲击距离以及射流入口雷诺数对冲击表面冷却流动传热特性的影响规律。     

步进式加热炉内热工过程的数值模拟

建立步进式加热炉内流动、燃烧和传热的数学模型.炉内流场的模拟采用κ-ε双方程模型,辐射换热计算采用P-1辐射模型,气相燃烧采用Species Transport模型,流场计算采用Simpler算法.采用上述模型与算法得到了炉内详细合理的温度、速度和浓度分布,并对其中影响板坯加热的温度场进行了试验验证.     

消声器内部流场及温度场的数值分析

对一典型结构消声器的内部流场及温度场进行了数值模拟研究，并就消声器内部气流速度、温度变化对消声性能的影响进行了分析。消声器设计应遵循以下原则：穿孔管小孔总的流通面积应大于排气管口的面积；应充分利用气流与声波流的逆向作用来提高消声效果；消声器入口段应尽量采用均匀过渡结构；出口直径不宜过小。     

旋流燃烧锅炉炉内温度场优化的数值研究

采用数值模拟方法对2台600 MW机组旋流燃烧锅炉炉内的空气动力场和温度场进行了分析研究.结果表明:采用旋流燃烧器可改善沿炉膛宽度方向的热偏差状况;运行中增加燃尽风量、减弱二次风旋流强度会导致炉膛出口烟温升高;通过合理组织燃烧器旋向,可使炉膛出口温度场分布更趋于均匀.     

连铸中间罐内流场和温度场数值模拟研究

以本钢连铸中间罐为研究对象,通过建立罐内钢液的流动的数学模型,计算出六流T型中间罐内钢液的流动状况和温度分布情况,其结果表明:在罐内中间流与边流之间钢液流速和温度分布是存在差异的.因此,确定了有利于发挥中间罐冶金功能的控流方案,为连铸稳定生产获得合格坯提供了理论依据.     

铝电解质预焙槽气体焙烧流场与温度场数值模拟

应用κ－ε双方程模型和离散辐射强度法对铝电解槽气体焙烧的流场及温度场进行数值模拟。模型避免了辐射传热的空间积分运算，使温度场的求解简单方便。数值模拟所得到的温度场和流场与工业试验结果吻合较好。本文研究为铝电解预焙槽气体焙烧这一新的焙烧启动方法提供了理论基础。     

钢坯炉内加热过程数值模拟

建立了步进式加热炉内钢坯加热过程的物理模型和数学模型,并对微分方程进行离散,采用Visual Basic语言编程计算了钢坯内部温度变化情况,给出加热过程中钢坯内部各点在不同时刻的温度分布曲线,分析了人炉温度、加热时间等加热条件对加热过程钢坯温度的影响,计算结果可为钢坯加热过程的优化提供重要的参考依据。     

连续推钢式轧钢加热炉的数值模拟

运用流体动力学计算软件（CFD）FLUENT,对湘潭钢铁公司第二高速线材厂轧钢加热炉的三维流场进行了数值模拟,获得该轧钢加热炉内的气体流动、流速和压力的分布规律.通过与加热炉内的结构特点和实际操作状况对照分析,表明该加热炉的局部结构与操作不相适应,尤其是压力分布不适应加热炉的操作要求,造成炉内供热调节的灵活性降低,从而影响到加热质量.分析结果与加热炉的实际运行状况相符,为加热炉的进一步结构改造提供依据.     

混合煤气成分变化对加热炉内温度场影响的数值模拟研究

以燃用高炉、焦炉混合煤气的实验加热炉为研究对象,建立炉内二维稳态传热、流动及燃烧的数学模型,研究混合煤气成分变化对加热炉内温度场的影响,计算结果显示高炉煤气含量在一定范围内增加时,炉内温度水平和钢坯加热区温度均匀性逐渐降低.这些与华凌涟钢集团轧钢加热炉的实际情况基本一致.     

加热炉钢坯加热质量的数值模拟研究

处理不同入炉温度的钢坯需采用合理的加热时间和工艺,针对此问题,采用数值模拟的方法研究人炉温度分别为200,400,600,700℃的钢坯最佳加热时间和加热质量。通过利用Fluent流体计算软件建立了钢坯非稳态导热模型和氧化烧损模型,模拟结果表明：在相同的加热工艺下,钢坯人炉温度为27℃,炉内停留时间为180min时,位于预热段的第5块钢坯表面受到的辐射热流最大,达到92kW／m^2,出炉钢坯氧化率为1．419％;钢坯入炉温度为200℃时,合理的炉内停留时间为150min,出炉温度达到1183℃,出炉钢坯氧化率为1．307％。     

阳极焙烧炉内煤气流动和燃烧的数值模拟

采用计算燃烧学的原理和模型以及CFD软件对燃烧煤气的阳极焙烧炉炉内的流动和燃烧过程进行了数值模拟计算,讨论了炉内温度场、流场、O2浓度场的分布规律,分析了这些因素对阳极炭块焙烧质量的影响。研究表明,在设计阳极焙烧炉时应考虑对气流分布有影响的各种因素。     

蓄热式深度还原炉燃烧方案的数值模拟

以国家的产业节能政策为指导,为了控制节约临江羚羊难选铁矿石还原过程的能耗,采用商业软件FLUENT对以蓄热式燃烧技术为基础,采用双面加热、还原气体二次燃烧的还原炉的不同燃料燃烧方案进行模拟计算。通过对还原炉内的燃烧温度场、气体流场和炉膛气体成分等进行对比分析,得出了不同燃烧方案对炉内温度场、气体流场和气体成分的影响。最终得出结论:炉内温度场均匀,料面处残氧量合理,完全满足工艺要求。上层燃烧室在相同燃料、相同空气系数情况下温度分布一致,下层燃烧室配合辅煤气加热效果更佳。     

角置式切向燃烧锅炉炉膛内等温流场的数值模拟

利用SIMPLE算法对一角置式切向燃饶锅炉炉膛模型内三维等温流场进行了数值模拟。差分方式为乘方格式,计算网格取为19×17×26。文中给出了几个截面的速度分布及湍流动能分布,得出了炉膛内实际切圆的大小。计算结果在定性上是合理的,切圆大小与实际情况很接近。     

基于步进式加热炉数学模型的氧化烧损预测模拟

针对钢铁企业的氧化烧损问题,用数值模拟的方法进行预测分析。利用CFD流体计算软件建立了炉内流动、燃烧、辐射、钢坯导热和氧化烧损模型,流动模型采用k—ε湍流模型,燃烧采用PDF燃烧模型,辐射换热模型采用离散坐标（DO）辐射模型,热流密度做为钢坯导热的边界条件,模拟钢坯在实际工况下的结果表明,氧化铁皮的快速增长期是在钢坯入炉50～120min之间,位于加热段;在不同均热时间下,钢坯氧化率随均热时间呈线性增长。据此结论,现场操作人员可通过强化加热段加热能力的手段减少钢坯在加热段的停留时间或热装钢坯调整总的在炉时间来降低钢坯氧化烧损率以提高钢坯加热质量。     

环形加热炉炉温在线分段寻优策略研究

以环形加热炉在标准产量下满足加热质量要求为前提,以燃耗和氧化烧损最低为目标,通过离线优化研究,得到了标准产量下不同管坯的最优升温曲线。在环形加热炉数学模型优化控制系统中,以管坯最优升温曲线为基础,对炉温进行分段在线寻优,取得了良好的控制效果。