烧嘴对蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的影晌

结合蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的特点,运用FLUENTUDF和FLUENTScheme混合编程,耦合用户自定义熔化模型和燃烧器换向及燃烧量变化模型,实现了蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的数值模拟。依据优化原则,获得了熔炼时间随影响因子的变化规律：熔炼时间随着旋流数、燃烧器倾角、空气预热温度或天然气流量的增加而缩短;熔炼时间随着燃烧器间水平夹角或空燃比的延长,先减小而后增加：熔炼时间随着燃烧器高度的增加而延长。     

旋流数对铝熔炼炉熔炼过程的影响

针对现有的圆形铝熔炼炉,结合铝熔炼炉熔炼过程的特点,在铝熔炼炉热平衡测试的基础上,建立了合理的铝熔炼炉数学模型,并运用计算流体力学软件FLUENT实现燃烧空间和熔池的耦合物理场的数值模拟。同时分析了不同旋流数对铝熔炼炉熔炼过程的影响,依据提出的优化准则,确实旋流数大于0.6时能够获得最佳的熔炼性能。     

铝熔炼过程温度场的数值模拟研究

根据物料平衡方程、能量守恒方程、动量方程建立熔炼炉内熔炼过程中熔体温度的数学模型;以能量平衡测试中得到的数据为边界条件,在概率密度函数(PDF)仿真基础上,运用Fluent6.3流体力学软件对熔炼过程温度场进行数值模拟,模拟结果与实际情况相符。本研究为现场实际生产过程控制提供重要依据,为熔炼炉的设计、研究提供了有效的方法和途径。     

基于UML的蓄热式铝熔炼炉热平衡计算软件的开发与实例分析

为了快速方便地获得蓄热式铝熔炼炉的热效率及其他技术指标,评价其热工特性,以期找出进一步加强热能利用管理和提高热能利用率途径,利用面向对象的思想,以统一建模语言UML为建模工具,建立了蓄热式铝熔炼炉热平衡计算软件的用户需求模型、静态模型、动态模型和物理模型,最终开发了蓄热式铝熔炼炉热平衡计算软件。并以某厂的蓄热式铝熔炼炉热平衡测试为实例进行热平衡计算,分析其计算结果,提出了提高铝熔炼炉热效率的有效措施。结果表明,该系统可为铝熔炼炉生产提供一种有效的辅助决策手段。采用这种方式开发软件,优化了开发过程,提高了软件的稳定性。     

铝熔炼炉燃烧器水平夹角的优化模拟

为提升铝熔炼炉热效率、降低污染物排放和提高熔体质量,在对某厂蓄热式铝熔炼炉热平衡测试的基础上,建立合理的铝熔炼炉模型,提出了优化准则。运用计算流体力学软件Fluent对铝熔炼炉燃烧器不同水平夹角下铝液和炉膛的耦合物理场进行了仿真优化。经过对不同燃烧器水平夹角下的优化分析,结果表明,燃烧器水平夹角为90°时,铝熔炼炉能获得最佳的熔炼性能。     

铝熔炼炉的蓄热式燃烧装置

普通铝熔炼炉的平均热效率不到20%,随烟气排出的热损失却高达50%以上.虽然大型的铝熔炼炉安装了空气预热器,但由于技术、价格、寿命等原因,通常也只能将空气预热到300℃左右,节能率只有20%左右,仍有30%以上的热量随烟气排放到大气中去,排出烟气的温度普遍在300℃以上.     

U型蓄热式辐射管表面温度分布数值模拟研究

以一支燃烧能力为58kW的蓄热式辐射管为对象，利用商业CFD软件CFX4．3对蓄热式辐射管表面温度分布进行数值模拟，并进行试验验证，重点分析了辐射管沿长度方向温度分布的规律及其影响因素。结果表明，高速煤气射流产生的湍动燃烧动力，能搅拌炉膛、消除炉内的温差，有利于提高烟气的加热能力，改善其加热性能。但煤气喷射速度不能无限制增大，对于该类型的蓄热式辐射管燃烧器，煤气喷射速度可限制在80m／s～110m／s。     

铝铸造业的感应熔炼炉

为获得更高的经济效益,铝铸造行业在选择熔炼炉时要考虑使用能量的种类。本文对所涉及能量的价格及消耗进行了比较。鉴于对未来能量价格的预测,正如以往经验所表明的,对其经济效益作评价所进行的这些比较还是不够的。在熔炼厂操作人员的出版物里,表现出对价格结构以及在此前提下炉型选择标准的理论基础产生了极大兴趣。从本报告可推测因烧损所致金属损耗的意义所在。     

基于有限元法的钒合金电子束熔炼过程数值模拟研究

基于ANSYS有限元软件建立了钒合金电子束熔炼过程的数理模型,对V-4Cr-4Ti合金电子束熔炼过程进行了数值模拟,研究了不同熔炼工艺参数下的熔炼过程温度场分布规律以及熔池形状。结果表明:熔炼过程温度场分布及熔池形状受到熔炼功率及扫描半径的影响。随着熔炼功率的增大,熔池最高温度将会线性增大,熔池宽度和深度将会逐渐增大。随着扫描半径的增大,熔池最高温度将会先增大后减小,通过分析获得了V-4Cr-4Ti合金电子束熔炼的最佳工艺参数。实验结果表明,在优化后的工艺条件下,钒合金电子束熔炼铸锭质量得到一定提升。     

Numerical simulation of a secondary aluminum melting furnace heated by a plasma torch

Tests carried out in an experimental prototype of crucible melting furnace heated by a plasma torch are numerically simulated with a commercial CFD code, in order to calculate melting time, heat losses and temperature distributions in the aluminum load and refractory parts. The objective is to develop a calculating tool to assist in the design and scaling-up of industrial furnaces. Models used are 2D axisymmetric and take into account heat conduction in solid parts, convection in air and molten aluminum, interactions between gas–liquid–solid zones and radiation heat transfer. Fusion of solid aluminum is modeled with the enthalpy method. The simulation is able to predict temperatures and melting times at a reasonable computational expense. Several calculation strategies are tested concerning their computational economy and their accuracy in computing different key parameters. Results show that interactions gas–liquid–solid have an important effect. Firstly, a proper account of heat transfer and losses requires solving the conjugated problem comprising refractory walls and heated load. Secondly, thermal interaction with air cavities seems to determine the convective movement of the molten load and therefore inner-load temperature patterns and their time evolution. Nevertheless, this comprehensive simulation consumes 3.6 times the computational resources of a simplified model, where the momentum equations are not solved for the air cavity and overall furnace parameters are still reasonably predicted (e.g., with an error in fusion time less than 7.3%).     

铝保温炉气体搅拌下熔体流场和温度场数值模拟研究

采用CFD非稳态分析法对透气砖气体作用下加热工序的升温过程中炉内熔体的流场和温度场进行了数值模拟研究。结果表明:气体作用下铝液表层,熔体垂直速度最小而水平速度最大;在铝液中层,熔体垂直速度最大而水平速度最小;在底层,这两个速度值均居中。炉内铝液的温度场分布比较均匀,高温区主要在侧部与角部。     

高温蓄热式锻造加热炉喷口参数的设计

基于传热学及燃烧学,利用有限元分析软件Fluent对某高温蓄热式锻造加热炉内的流场进行了稳态数值模拟研究.通过对烧嘴喷口间距离及喷口角度对炉温及出口烟气浓度的影响分析,获得了加热炉中温度场及污染物的排放情况.结果表明,烧嘴喷口间距离及喷口角度对炉温及污染物的排放量影响均较大;对于本文所研究的某高温蓄热式双室锻造加热炉而言,其最佳喷口间距离为900 mm、最佳喷口角度为0°.     

6063铝合金铸轧板冷却过程的数值模拟

利用ANSYS Workbench软件对初始温度为548℃的6063铝合金铸轧板的冷却过程进行数值模拟,通过分析温度场和应力场,确定空冷至室温所需的时间及空冷时铸轧板易产生裂纹的可能位置。模拟结果表明,对于铸轧出来的6063铝合金板材,在滚道上自然冷却1800 s后接近室温状态;铸轧板实际冷却时,边部与表面中央部位易产生裂纹。     

环式阳极焙烧炉热工过程的数值模拟

通过对环式阳极焙烧炉的热工过程进行系统理论分析, 建立了焙烧炉热工过程的数学模型. 对焙烧炉进行模拟计算的结果表明 焙烧过程中阳极内部温差最大的地方主要集中在炉顶, 应采取相应的措施减少炉顶的热损失以保持阳极焙烧温度的均匀性; 同时, 不同的火焰循环时间和空气渗漏对焙烧的能耗影响较大, 降低火焰循环时间将导致能耗增加, 而降低空气渗漏量则可极大地降低能耗.     

铝熔炼炉的使用和维护

从炉子设计、烘炉制度、装炉制度、炉内净化制度等几个方面阐述了铝厂熔炼炉的使用和维护.     

Numerical simulation of continuous roll-casting process of aluminum alloy

In order to improve the strip quality of continuous roll-casting process （CRP） of aluminum alloy, the investigations of the flow behavior within the metal pool, the heat transfer condition between roll and strip, the pouring temperature of molten alloy, the roll-casting speed and the control of the position of solidification final point are important. The finite volume method was applied to the analysis of the continuous roll-casting process. A two-dimensional incompressible non-Newtonian fluid flow with heat transfer was considered, which was described by the continuity equation, the Navier-Stokes equation and the energy equation. With this mathematical model, the flow patterns, temperature fields and solid fraction distributions in the metal pool between two rolls were simulated. From the calculated results, the effects of technical parameters to the position of solidification final point are obtained. The simulated results show that the roll-casting speed and pouring temperature have an enormous effect on the temperature distribution and the position of solidification final point.