矿用模块化空冷器的设计

针对现有矿用空冷器存在体积大、质量重及移动困难等缺点,提出了空冷器模块化的设计方案,并以空冷器盘管结构型式和其便于安装为出发点,采用螺旋盘管的方式布置换热面和模块化理念进行结构设计。模拟测试结果表明,模块化的空冷器具有移动安装方便、适应能力强等优势;既可根据模块降温负荷的不同,配置合适的模块数量,又可直接降低空冷器部件的质量或减小单件结构尺寸,从而降低了移动与安装难度。     

再生铜反射炉的用能分析与节能措施

通过测试和计算反射炉的热平衡来分析其热效率及热损失,给出了热收入、热支出这些重要经济技术指标的计算结果.分析了反射炉在运行过程中存在的问题,最后提出了优化方案,指出了其节能的潜力和方向.     

富氧底吹熔炼炉内氧枪结构参数的优化分析

以提高底吹熔炼炉反应区的熔炼效率及优化底吹炉反应区的氧枪结构参数为目标,运用数值模拟的方法,建立底吹熔池熔炼炉内气液两相流动的三维数学模型。应用正交表设计数值模拟的试验方案,以气含率、熔池内熔体平均速度以及平均湍动能为优化指标,采用田口方法对底吹熔池熔炼炉进行了氧枪结构多目标优化研究。结果表明,通过统计分析方法得到氧枪结构最优组合如下:氧枪直径为0.06 m,氧枪间距为0.98 m,氧枪倾角为17°。对优化结果进行统计验证,表明采用田口方法优化底吹炉氧枪结构可行,优化结果可靠。     

再生铜反射炉内热工过程数值仿真及优化

根据再生铜反射炉炉内热工过程的工作原理,建立了再生铜反射炉的物理、数学仿真模型。对炉内的温度场、流场及浓度场进行了求解,并通过现场的测试数据验证了模型的可靠性。分析了反射炉运行中存在的一些问题并提出了优化措施,为该设备的节能提供了指导方向。     

圆形铝熔炼炉内非稳态热工过程数值模拟

针对铝熔铸过程中常用的圆形铝熔炼炉,利用FLUENT软件,根据能量守恒方程、动量方程建立铝熔炼炉内热工过程数学模型,采用标准k-ε湍流模型、P-1辐射模型对铝熔炼炉内非稳态传热及流动过程进行数值模拟研究。考虑到铝料熔化过程会消耗一部分能量,采用等效比热法将铝料的熔化潜热转换为相应的比热值进行计算。通过数值模拟得到了炉内流场、炉膛及铝料温度场分布情况。模拟结果与实际情况相符,为铝熔炼炉的设计与优化研究提供了理论依据。     

再生铜熔炼过程节能与提质关键技术研究

通过对再生铜熔炼系统进行热工测试及其设备运行状况的分析,发现再生铜直接熔炼制造光亮铜杆的生产过程中存在燃气品质低、燃烧器结构不合理、金属回收率低、产品杂质含量偏高的问题。为解决这些问题,开发出一种净化与水封一体化的重力水除尘器以提高燃气品质;采用螺旋式高速配风燃烧器提高燃料燃烧效率及反射炉内温度分布均匀度;在反射炉熔炼过程中采用低温扒渣技术解决铁类杂质污染液态铜的问题;采用氧化还原期温度调控技术,以提高铜回收率及产品品质、缩短熔炼周期。通过以上多项技术措施的应用,降低了再生铜熔炼过程的能耗及铜损耗,提高了光亮铜杆产品的质量,使产品的伸长率及扭转等性能优于行业标准,同时降低了废气对环境的污染。     

圆形蓄热式熔铝炉内非稳态多场耦合数值模拟与参数优化

以圆形蓄热式熔铝炉为研究对象,根据熔铝炉的运行特点,应用标准k—ε湍流模型、涡耗散模型、P-1辐射模型描述湍流燃烧过程,应用等效比热法描述铝料的熔化过程,对熔铝炉内进口与出口边界交替变化的热工过程进行非稳态多场耦合数值模拟研究。蓄热式熔铝炉基准工况下的数值模拟结果表明:与传统单一烧嘴工作相比较,两个烧嘴快速切换,铝料温度分布更为均匀,其平均温度在前3 h升温较快,随后由于熔化吸热升温速率逐渐减小。以缩短铝料熔化时间为目标,采用正交试验方案,对影响熔铝炉热工过程的5个参数进行数值模拟优化,其优化工况为烧嘴高度657 mm、烧嘴倾角25°、烧嘴夹角90°、过剩空气系数1.1、空气预热温度800℃。与设计工况相比,优化工况能缩短铝料熔化时间1 h,可降低能源约20%。     

田口方法在优化铝熔炼炉工艺参数中的应用

为提升铝熔炼炉热效率、降低污染物排放和提高熔体质量,根据影响熔炼性能的特性要因,运用正交表安排数值模拟方案,通过田口方法进行铝熔炼炉的工艺参数优化,得到最优的铝熔炼炉工艺参数组合,并对最优参数进行验证,结果表明达到了节源减排的目的.     

底吹炉沉降区内液面波动规律的冷态模型实验

底吹熔池熔炼沉降区的波动行为影响炉内反应后的渣-金属分离,对沉降区波动行为进行研究与调控有利于提高金属的直收率。采用冷态模型实验对底吹炉沉降区内的液面波动行为进行研究。根据单因素实验结果分析,适当增大氧枪直径和倾角、减小气体流量和降低液面高度可有效减缓沉降区液面波动的剧烈程度,但氧枪倾角过大会导致沉降区出现位置后移,不利于渣-金属分离,影响冶金效率。     

卧式搅拌釜气液两相流场的参数化研究

基于Fluent软件,采用SST k-ω湍流模型、欧拉-欧拉两相流模型和多重参考系法对卧式搅拌釜气液两相流场进行数值模拟,并采用示踪剂法研究釜内混合过程.结果表明:增大转速或气体流量有利于气相分布更均匀并加快液相的混合.当搅拌转速超过93 r/min时,相对功率消耗基本不变.上叶轮倾斜角的变化对气相分布的影响很小.当倾...