钢管张力减径过程传热模型

为了提高钢管张力减径过程的轧制质量、降低能耗以及控制终轧温度的准确性,从而为钢管出炉温度提供科学设定依据,通过对传热机理分析,建立了钢管张力减径过程传热模型,给出了除鳞、轧制及空冷阶段钢管边界热流的计算式.基于塑性材料的变分原理,建立了轧制变形区的变形热计算模型.结果表明:变形热对钢管温度分布影响不可忽略;该模型能真实反映钢管在张力减径过程中的温度变化,与实测结果吻合较好,可用于钢管再加热和张力减径过程中的参数分析及工艺优化.     

新型档位蓄热器的开发与研究

研究开发了一种可应用在高温空气燃烧（HTAC）技术中的新型蓄热器--档位蓄热器.档位蓄热器吸收了回转式蓄热器的思想,结合了切换式蓄热器的特点,将二者的优势融合在一起,其外观类似于回转式蓄热器,但运动型式却由回转式蓄热器的连续运动变为间歇转动,且具有了新型的密封结构.对档位蓄热器的基本工作原理、具体设计方案、实验研究及应用前景进行了详细介绍.研究结果表明档位蓄热器具有以下特点：可实现对炉窑的连续供气,保证了炉内火焰的稳定性,从而使炉内工况不易波动;另外系统的漏风率较低,阻力损失也较低,并且设备紧凑、操作安全可靠,易于实现标准化生产.实验研究的结果证明该蓄热器的温度效率可达88%,热效率可达77%.     

狭缝射流冲击柱状凸形表面流动换热特性

采用数值方法研究了狭缝射流冲击柱状凸形表面的流动换热特性,通过四种湍流模型计算结果与实验数据对比,确定了湍流模型适用性.以压力梯度分布为依据,重点分析了狭缝射流沿柱状凸形表面的流动结构和边界层分离特点及柱状凸形表面的强化换热特性.结果表明:RNG k-ε和Realizable k-ε模型具有预测适应性;狭缝射流冲击至柱状凸形表面,气体沿表面运动,速度降低,并在流动下游发生边界层分离;量纲一的逆压梯度随量纲一的曲率半径(D/B)的减小而增大,使得边界层分离更早出现;驻点区域换热Nu随量纲一的曲率半径(D/B)的减小而获得增强,但流动进入下游后,D/B对换热基本无影响;压力梯度是影响狭缝射流冲击柱状凸形表面换热分布的重要因素.     

铝板在双面喷流加热和辊底摆动过程中的温度均匀性

基于辊底式铝板淬火炉加热工艺,针对板材双面多喷口气体喷流换热与内部导热的耦合问题,建立了板材喷流加热过程数理模型,研究了喷口排布、热风流量、铝板厚度和辊底摆动周期对板材表面换热及板温均匀性的影响。结果表明,喷口垂直喷流的换热效果优于倾斜喷流;垂直喷流时喷口以1/4间距错排布置时,铝板表面温度均匀性最好;喷流造成的铝板表面温度不均匀主要集中在加热前期,易造成板材的变形,且对于薄板更加显著;可采用较小的热风流量及较短的辊底摆动周期以改善铝板表面温度均匀性,减小材料的应力和应变。     

蓄热式有机废气焚烧炉的数值模拟和应用

借助CFX软件对蓄热式有机废气焚烧炉的稳态流场和化学反应进行了数值模拟,描绘出此类蓄热式焚烧装置的流动情形,定量揭示出焚烧温度、有机物质量浓度和氧气质量分数等因素影响蓄热式有机废气焚烧炉有机物破坏去除率的程度.模拟结果显示焚烧温度是影响有机物破坏去除率的根本因素,有机废气入炉温度和有机物质量浓度通过影响焚烧温度间接影响破坏去除率,氧气质量分数高于0.03时对有机物破坏去除率影响极小.以模拟结果作为参考依据,对蓄热式有机废气焚烧炉进行设计优化,在应用中取得预期效果.     

中国钢铁工业流程结构、能耗和排放长期情景预测

为了准确预报我国钢铁工业未来生产结构、能耗和排放情况,构建了钢铁生产、加工、消费、折旧的全生命周期模型和基于人均钢铁存储量的产量预测模型,结合工序能耗和排放特征,针对基准、折旧寿命延长、废钢回收率提升、能源效率提高及综合等五种情景进行了情景预测.中国钢铁产量、能耗和排放会历经一个峰值后下降,电炉短流程会逐渐替代高炉长流程成为主流.流程结构转变是未来中国钢铁行业节能减排的关键\     

均混预热电石熔炼新工艺的能耗特征与热经济成本分析

传统电石生产以块状生石灰和块状焦炭为原料,在电石炉内电热高温（2000℃以上）作用下完成电石熔炼反应。均混预热电石熔炼新工艺以低阶煤粉和生石灰粉为原料,增加压球和热解工序,以期获得降低成本和节能降耗效果。本文建立了两种工艺的能质平衡模型,分别对两种工艺在相同电石出炉条件下进行物质流和能量流的模拟,探讨新工艺的能源替代效果;基于(火用)流和(火用)单价,建立了热经济学成本分析模型,对比两种工艺的热经济特性。结果表明,在新工艺中,每吨电石需消耗低阶煤粉810.0kg,热解过程产生副产能源206.2kg,其碳质能源的净消耗与传统工艺耗量（583.5kg焦炭）基本相当,新工艺具有“以煤代焦”特性;热解出炉球团的物理热通过热送热装直接带入电石炉,可节约加热电耗约11.2%,具有“以热代电”的按质用能效果;传统工艺和新工艺的吨电石热经济学成本分别为2208元和1919元,新工艺电石成本下降主要源于电力消耗降低、副产气净产量提高和低阶原料替代,其贡献度分别为8.7%、6.0%和3.5%;新工艺的设备成本偏高,其热经济性优势会在后续工艺推广中逐步展现。     

下落法测量材料比热的装置研究

结合下落法和绝热量热法测量原理,研制了一套下落法测量装置及其相应的电测设备.介绍了下落法量热计装置测量原理、结构、加热炉均温区、量热计标定、标准参考物质比热测量等内容,比热测量采用美国国家标准技术研究院(NIST)的标准参考物质SRM781-Mo,测量温度范围为370～720 K,新装置的比热测量结果与NIST标准参考物质证书给出的参考值进行了比较,最大相对偏差不超过1.6%.在测量温度范围之内,新研制的量热计对标准参考物质SRM781的比热测量结果与该物质的比热参考值相一致.     

电石制备工艺研究进展

介绍了国内外电石制备的方法及其影响因素:氧热法具有能耗低,能效高,污染少的优点,但是其对原料要求较高,导致对应生产成本较高;复合球团法采用粉状含炭原料和粉状石灰混匀后造球,该工艺过程中混合物料颗粒之间相互接触面积增大,生产速率加快,既能使用粉状含炭原料和石灰粉,又能提高电石的产量;最后考察了碳源的性质、CO分压、C/C...