电窑烧制SiC-Si3N4材料升温过程的数值模拟

用数值仿真的方法模拟SiC-Si3N4材料烧制过程的加热阶段,分析窑内的温度场,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.比较了有无对流换热对窑内温度分布的影响,得出对流换热对改善温度场和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.     

甲烷无焰燃烧及NO生成特性研究

为了对甲烷无焰燃烧进行机理性研究,在搭建的无焰燃烧实验台上进行了甲烷在常温空气下无焰燃烧特性的实验研究,采用数值模拟的方法研究了改变燃烧器的参数对甲烷扩散燃烧火焰温度、NO生成量及无焰燃烧的影响规律。结果表明,当燃烧器燃料喷嘴与空气喷嘴间距增大时,炉内火焰峰值温度逐渐降低,出口NO排放浓度也随之减小,越有利于达到无焰燃烧状态;当燃烧器空气喷嘴孔数增加或燃料喷嘴孔径增大时,炉内火焰峰值温度逐渐升高,出口NO排放浓度也随之增加,越不利于达到无焰燃烧状态。     

板坯连铸用气水喷嘴冷态特性及布置方式研究

研究了板坯连铸用气水雾化喷嘴在不同气压、水压下,喷嘴的流量、雾化角和水流量分布,讨论了气压、水压对喷嘴雾化效果的影响,并对不同气水雾化喷嘴进行叠加布置,分析了板坯宽面喷嘴叠加后水流密度分布与喷嘴间距和气压之间的关系。     

连铸二冷区喷嘴布置方式优化方法

对现有连铸二冷区喷嘴布置进行分析,根据布置优化原则提出采用喷嘴水流密度数值叠加的方法,在拉坯方向和铸坯横断面方向上对喷嘴布置方式进行优化.其中,在铸坯横断面方向上,考虑了横向水流密度分布的不均匀性对铸坯凝固过程的影响,建立二维铸坯传热数学模型,仿真得到不同位置的铸坯断面凝固形貌,并比较了优化前后铸坯温度分布、凝固情况和铸坯质量.结果表明喷嘴布置方式优化后,二冷区铸坯在拉坯方向和断面方向上喷淋水区域内均匀冷却,周期性温度回升变小,表面温度能够均匀下降,保证了较好的铸坯内部质量.     

瓦斯气锅炉增效降氮的应用研究

为高效应用油页岩炼油的副产品瓦斯气,从热平衡角度对某瓦斯气供暖锅炉的运行状况进行评估,由计算结果可知该锅炉存在燃烧温度低、不完全燃烧热损失大、排烟温度高、氮氧化物排放超标等问题。为解决上述问题,采用数值仿真方法对多种燃烧器布置方案进行了研究。结果表明：增加燃烧器台数,燃烧器喷嘴垂直中心线布置,均会使炉膛内的温度分布均匀性增强,炉膛出口处的NO排放值降低。综合考虑,选定燃烧器喷嘴与燃料器中心成90°倾角布置作为优化方案。     

高温竖窑燃烧状况的CFD模拟

采用Fluent软件对高温竖窑内部燃烧状况进行了模拟计算,分析了燃气喷枪偏转角度、布置方式、热负荷等参数对窑内燃烧状况的影响规律。结果表明:燃气进口偏转角度对窑内温度场的影响比较明显,当0°α5°时,温度场分布有所改善,再增大角度,导致中心温度明显降低;增产时,热负荷、一次空气量及冷却空气量同比例增大,窑内温度场变化不大;采用双层交错排列使得热量相对分散,温度分布更为均匀。     

富氧气氛下生物质气成分对层流预混燃烧特性的影响

对富氧气氛下生物质气层流预混燃烧进行了数值计算,同时利用实验数据对数值模拟结果进行了验证。在此基础上,选取典型的八种生物质气进行层流预混燃烧工况的数值计算,讨论了不同生物质气成分在富氧气氛下层流预混燃烧特性。结果表明:生物质气组分中H2的浓度是影响火焰传播速度的主要因素,H2的浓度与火焰传播速度正相关,近似成线性关系;可燃成分的含量是影响燃烧温度的主要因素,可燃组分含量越高,燃烧温度越高;生物质气组分对NO浓度的影响较为明显,可燃组分含量越高,燃烧温度越高,NO浓度越大,同时生物质气中CO_2浓度对NO浓度的影响也较为显著,CO_2浓度越大,NO浓度越小。     

喷嘴结构参数对低氮燃烧器性能的影响

为降低燃气燃烧生成的NO_x提出了一种新型的烟气内外双循环燃烧器,并将其应用在1.4 MW燃气锅炉上。采用数值仿真方法研究了不同喷嘴结构参数下锅炉的燃烧性能和NO排放性能,喷嘴结构参数包括喷射管个数、喷射管直径和喷射管倾角。结果表明：随着喷嘴结构参数的变化,炉内最高温度和平均温度的变化不如炉膛出口NO排放值和炉内局部高温区的变化显著;炉内最高温度和平均温度的变化与炉膛出口NO排放值的变化呈正相关,但两者都不是NO增加的主要原因,而是炉内高温区分布起关键作用;高温区越大,NO排放值越大。     

电弧炉氧枪搅拌特性及熔池混匀效果的试验研究

采用1∶10水模型对100t电弧炉炉壁氧枪搅拌特性和熔池混匀效果进行了试验研究。研究了炉壁氧枪水平角、垂直角、气体流量及氧枪布置等对熔池各区域搅拌效果和混匀时间的影响。试验结果表明,相对于垂直角而言,水平角对熔池各区域的流动和混匀有更为显著的影响。熔池混匀时间随气体流量的增大而减小,但气体流量增大会导致熔池喷溅量增大,且熔池液体对炉底的冲刷增强。对比两种不同的氧枪布置方案,采用原型分布且氧枪水平角为10°时,整个熔池具有最好的混匀效果。     

反射炉炉膛燃油数值模拟及污染物生成分析

对燃烧过程的数值模拟已成为工业炉窑辅助设计、优化运行、故障诊断等环节的重要手段。运用PDF燃烧机理模型对反射炉燃油雾化燃烧及污染物的生成过程进行了数值模拟仿真,定量考察了燃料射流速度、空气预热温度和燃料预热温度、氧浓度的不同对炉膛内温度场变化和热力型NO浓度分布的影响规律。计算结果符合燃烧规律和污染物生成机理,为炼铜厂反射炉的节能减排,设计及优化提供了理论计算依据。