回转式螺旋气固换热装置内传热过程的数值模拟

采用自制回转窑换热装置对离心粒化后的高温炉渣颗粒进行余热回收,采用有限元分析软件及欧拉双流体模型对装置内气固两相流场进行数值模拟,研究进风风速及回转窑转速对气固换热效率的影响,并通过现场试验对模拟结果进行验证。结果表明,当回转体转速为16r/min、进风风速4.31 m/s时,颗粒的离散效果较好,热风温度达1 050K,此时的换热效果最好,数值模拟与试验结果高度吻合。     

冷坩埚电磁冶金数值模拟研究

冷坩埚电磁冶金技术是制备特殊新材料的重要技术,其特点为凝壳参数可通过分瓣感应加热和坩埚水冷控温的方法控制。采用数值模拟,从磁通密度和电磁力方面,研究熔融精炼使用的冷坩埚结构和电磁场。研究结果表明：在坩埚强度允许范围内,分瓣数增加有利于提高透磁性能,熔体产生的磁通密度和所受的电磁力主要集中于切缝附近。     

CFD数值模拟技术在冶金中的应用

冶金过程复杂而不稳定,很多过程都是属于＂黑匣子＂。传统的研究方法周期长、耗费大且往往无法达到理想目标,而数值模拟弥补了传统冶金研究的不足,CFD商业软件的出现更使数值模拟得到前所未有的发展机遇。介绍了常用的CFD商用软件,并讨论了CFD数值模拟技术在有色冶金、炼钢等冶金过程中的具体应用,指出CFD数值模拟技术在冶金工业...     

数值模拟技术在冶金行业中的应用

阐述了数值模拟技术的发展历程,并对目前数值模拟软件在冶金机械设计中的应用情况进行了分析。     

综采工作面粉尘运动规律的数值模拟

运用气固两相流动理论,建立粉尘运动的数学模型.根据综采工作面的具体特点和实测数据,采用计算流体力学的FLUENT软件,对工作面的粉尘运动规律进行数值模拟.模拟结果显示,粉尘产生后多数随风流在煤壁一侧运动,少数粉尘随机扩散.综采工作面的除尘重点应该放在采煤机下风向10m以内的煤壁一侧;预湿煤壁对降低工作面粉尘浓度也有很大作用.     

CSCR活性炭脱硫脱硝系统烟气流分布数值模拟

针对CSCR活性炭脱硫脱硝一体化烧结烟气净化系统由于烟气分配不均匀,易导致系统稳定性较差、运行成本偏高等问题,本文通过Fluent软件建立烟气净化系统的三维数值计算模型,对系统内烟气流动进行数值模拟,计算得到烟气循环系统速度场和压力场,分析增加挡板前、后系统内的烟气流分布情况.计算结果表明:通过在烟道内增设两处挡板,获...     

单颗粒尾涡特性的大涡模拟

稠密气固两相流中颗粒尾涡的存在对其他颗粒的运动及两相流场结构的影响不可忽略.本文采用大涡数值模拟的方法研究了气体流过一个ϕ100μm颗粒的尾涡特性,对比计算了在不同颗粒雷诺数Re_p下颗粒尾涡的存在对局部气流速度、压力的影响.结果表明,Re_p=100时尾涡影响区域的长度达颗粒粒径的5倍,颗粒前后最大压差达373·48Pa.     

选择性催化还原脱硝系统设计及优化的数值模拟

在SCR工艺中,氨和烟气的混合程度由烟道中的流动工况来决定。实验研究因为设备尺寸的原因而受到限制。将计算流体力学软件(CFD软件)引入到SCR系统的设计中,利用计算机的运算功能对SCR系统烟道内的流动情况进行模拟。通过模拟,对SCR反应器及其连接烟道的速度、压力、氨浓度分布进行分析,以优化烟道和反应器的设计,使烟气和氨的分布最均匀,并使进出口的压差最小,从而完善了SCR系统设计。     

蓄热式步进加热炉炉内流动特性的数值模拟

以某公司热轧厂蓄热式连续加热炉为研究对象,在全面分析其传热机理的基础上建立了该炉段内的传热、流动和燃烧过程三维物理数学模型,并运用CFD数值仿真技术对其进行了详细的数值模拟。对加热炉内烟气流动规律进行了分析,并重点分析了段间隔墙对加热炉内流动的影响。     

烧结除尘系统90°弯管壁面冲蚀磨损规律

基于实验和CFD-DPM模型分析对烧结除尘系统中90°弯管管壁的冲蚀磨损进行研究,分析粉尘质量浓度、管道流速、颗粒直径、管道弯径比及管道直径对弯管冲蚀率的影响,将模拟结果与实验值进行验证,模拟结果与实验数据吻合良好,表明模拟结果基本可信。结果表明：弯管最大冲蚀速率随粉尘质量浓度的增加而线性增长,且粉尘质量浓度不同时,冲蚀率最大位置基本相同,主要集中在50°～70°;弯管最大冲蚀率随管道流速增加且表现为指数函数增长,当管道流速大于15 m/s时,冲蚀率增大趋势明显;随着粉尘粒径的增加,弯管的最大冲蚀率增大,但当颗粒直径大于150μm时,最大冲蚀率的增加速率随粒径增加而降低;冲蚀率随弯径比增大呈减小趋势,壁面冲蚀率随管径增大而减小。该研究结果可为弯管冲蚀耐磨研究和工程设计提供理论参考。     

铜闪速吹炼炉烟道内气粒两相流动过程的数值模拟

为深入研究闪速吹炼炉上升烟道中烟气与烟尘运动特点,分析烟道内局部耐火材料损耗严重的问题,以闪速吹炼炉上升烟道为对象,开展了烟道内气粒两相流动过程的仿真计算,分析了上升烟道中烟气与烟尘的运动特点,并对上升烟道与余热锅炉连接处黏结快速形成的主要原因进行探究。研究表明,闪速炉烟道内烟尘颗粒尺寸较小,其运动轨迹主要受烟气流动过程带动,且在烟道底部以及烟道与锅炉连接处速度较大,易对炉体耐火材料产生磨损;另外,在烟道与锅炉连接处,由于该位置处烟气和烟尘温度仍相对较高,因此进入锅炉后受烟气速度减小和回流的影响,熔融态颗粒易停滞黏结;同时,由于上升烟道内气流的影响,易导致烧嘴出口处气流偏移,出现烟道与锅炉连接处东侧不易结块,而西侧容易结块的现象。     

底吹钢包内流动及混合的两相流数值模拟

应用欧拉-欧拉模型建立了钢包内钢液流动及混合过程的数学模型,考察了吹气量对中心底吹及偏心底吹钢包内流场及均混时间的影响。计算结果表明,钢包底部四周为流动缓慢区域;吹气量越大,一方面可以降低均混时间,另一方面会导致钢包自由液面的钢液流速增大,从而容易造成卷渣;从缩短混合时间,提高生产效率考虑,偏心底吹更为有利。     

冷却壁液固两相流三维流动与污垢清洗数值模拟

建立了高炉水冷却壁三维物理模型。采用大型CFD软件FLUNT6.8中的欧拉多相流模型,对高炉水冷壁冷却埋管内的液固两相流三维流动和污垢清洗特性进行了数值模拟研究。分析了流体的流速、固体颗粒的粒径、体积分数对流体的流动、清洗强度及清洗均匀的影响。研究结果表明:流体的湍流强度、壁面污垢清洗强度和压力降均随流速、液固颗粒粒径和体积分数的增加而增加;液固两相流防垢除垢效果取决于流速、液固颗粒粒径和体积分数的合理组合;综合考虑节水节能及污垢清洗的均匀性,高炉冷却壁的最佳流速为1.5 m/s,固相颗粒粒径为3~4 mm,体积分数为5%~12%。研究结果为炼钢高炉冷却壁液固两相流污垢在线清洗的工业应用提供了理论基础。     

底吹氩中间包钢液流动特性的数值模拟研究

根据某厂实际中间包的操作工艺参数,采用欧拉两流体模型以及多孔介质模型,用数值模拟法研究了同时采用湍流控制器和气幕挡墙技术,中间包内气幕挡墙的位置及吹气量对中间包内钢液流动特性的影响。结果表明,采用气幕挡墙技术,吹气量及吹气位置对钢液流场及RTD曲线影响较大,吹气位置靠近人口或出口都不利于中间包钢液流动特性的改善,吹气量太大易引起表面卷渣现象,吹气量太小,不能形成有效的气幕挡墙。气幕挡墙距离人口1200～2000mm,且吹气量为0．90m^3／h时,可以有效延长钢液的停留时间,减小死区体积,有利于夹杂物的上浮去除。     

稠密气固两相反应流的拉格朗日法

提出了采用欧拉坐标和拉格朗日坐标相结合研究稠密气固两相反应流的方法,建立了稠密两相反应流中两相运动、传热、化学反应的模型与算法,采用该模型与算法研究了循环流化床排烟脱硫装置内的两相反应过程,得到了详细合理的计算结果。结果表明,采用此模型和算法模拟工程意义上的稠密气固两相反应流是可行的。     

小方坯连铸中间包流场温度场的数值模拟研究

采用湍流理论,建立中间包温度场的数学模型,计算获得了昆钢7^#小方坯连铸中间包耦合的流场及温度场,并研究了中间包在设置挡墙前后钢液流动及传热行为的变化。流场计算表明,使用合适的挡墙,钢液在中间包的停留时间变长,各水口处钢液的流动模式趋于一致;温度计算表明,设置挡墙后,各流钢液温度差异明显缩小。     

步进梁式板坯加热炉内流场和温度场的数值模拟

运用流体力学计算软件（CFD）对某广步进梁式加热炉进行三维燃烧流场的数值模拟,获得该加热炉的速度、温度和浓度的分布规律。其结果为合理地组织燃烧,进一步提高钢坯加热质量,再优化炉型结构提供了参考依据。     

LF钢包流场数值模拟及应用

应用Fluent软件对某钢厂80t精炼钢包流场进行数值模拟,分析了不同透气砖布置和不同氩气流量对钢包流场及钢液混匀效果的影响。结果表明,底吹氩钢包透气砖采用0．5R-0．67R-60°的布置方式可以减少卷渣,减少混匀时间。应用表明,改造后的钢包缩短钢液混匀时间10s,软吹10min后夹杂物总量减少1800个（50个视场）,明显提高了精炼效果。     

双侧吹气-渣-锍多相流流型演化特性的数值模拟

利用VOF耦合Realizable k-ε湍流模型对双侧吹多相流流型演化进行了数值模拟研究。分析了双侧吹多相流的流型演化过程,气-渣-锍三相间混合最终达到“动态平衡”。确定了平均湍动能和平均气含率方差在表征熔体混合均匀度上具有一致性,同时以平均湍动能和气含率方差为指标,研究了侧吹氧枪直径和倾角对熔体流型演化的影响。结果表明,在一定气量下,氧枪直径决定气流速度,当直径为30 mm时熔池内部搅拌效果较好。氧枪倾斜向下10°和15°时,相较于0°的平均气含率方差和平均湍动能分别降低了24%和提高了8%。