大型轴类零件喷水冷却过程流动与换热分析

依据喷水冷却装置的结构建立数学模型,对冷却装置的水流场和温度场进行了数值模拟;研究了大型轴类件喷水淬火过程中水流的冲击距离和喷嘴内径对工件表面换热系数的影响,获得了一些关键的特性参数。     

板坯热轧批量计划数学模型及求解算法

根据热轧工艺特点将板坯热轧批量计划编制问题归结为不确定旅行商数的多旅行商问题,建立了以生产成本最小化和产品质量最优化为主次目标且考虑加热区段能耗的生产调度数学模型,并采用遗传算法和禁忌搜索相结合的混合算法进行求解.基于实际生产数据的计算结果表明:该模型充分满足了现场热轧批量计划编制的需求,在轧制单元数最优的基础上,缩短了传搁时间,提高了热送热装率,优化了产品质量.与人机结合方式相比,本文模型的计算结果体现了更好的高产和节能效果.      

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。     

荒管再加热炉计算机优化控制系统及其应用

介绍了荒管再加热炉计算机优化控制系统的物料实时跟踪、炉温动态优化、待轧及时处理等功能。实际应用结果表明,优化控制系统的运行能够保证各种工况下出炉荒管的加热质量。     

环形加热炉传热数学模型的研究

建立了以在线优化控制为目的的环形加热炉炉内传热数学模型。管坯内部采用柱坐标形式的二维非稳态导热模型 ,炉膛传热过程采用分段零维模型 ,并提出了适用于在线控制的炉内辐射换热的新解法。实测验证了模型的合理性和准确程度 ,实现了管坯温度的在线跟踪。在此基础上 ,开发了环形加热炉在线优化控制系统。该系统投入运行后 ,管坯加热质量有明显改善 ,环形加热炉燃耗和管坯氧化烧损分别降低了 6%和8%。     

基于辐射管内外耦合传热模拟带钢连退过程的温度均匀性

针对立式带钢连续退火炉内辐射管加热过程带钢温度均匀性问题，建立了W型辐射管管内流动、燃烧和管内外换热的耦合模型以及带钢内部非稳态导热模型，模拟研究了辐射管表面温度分布对带钢温度均匀性变化的影响。结果表明，在带钢升温过程中，其宽度方向温度呈凹状分布，这与辐射管两端温度偏高和炉墙的辐射绝热作用有关，该温差先增大后逐渐减小，宽度1200 mm的带钢在加热中段时最大温差可达13.6℃;带宽方向温差随着带宽的增大先缓慢增大后快速降低；带宽较小时，带宽方向温差随着功率的增加而增大，带宽较大时则相反。带宽接近辐射管长度时，带宽方向温差最小，可降至5℃以内；加热前期，辐射管表面温度最不均匀，加热中期，带宽方向温差最大。     

焙烧温度与碳结构对钙碳球团抗压强度的影响

电弧法生产电石的过程中，原料应具备一定的强度，保证产物一氧化碳顺利通过。为了提升两步法中钙碳球团的抗压强度，以混合均匀的氧化钙和贫瘦煤为原料，通过嵌样机在压力为8 MPa、时长为1 min条件下压制直径为15 mm、质量为2.5 g的钙碳球团，在温度为350～750℃时进行了焙烧，研究了在不同焙烧温度下碳结构对钙碳球团抗压强度的影响。结果表明：当温度为350～<550℃时，煤发生分解和解聚反应，半焦缺陷碳结构相对数量增加，抗压强度随着温度的升高而减小；温度为550～<650℃时，煤固化收缩成半焦，导致抗压强度升高，达到最大值为59.9 kPa；温度为650～750℃时，半焦发生缩聚反应，缺陷结构向有序性发展，发生石墨化，导致抗压强度降低。     

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。