發(fā)布時間：2017-05-14 10:10

  本文關(guān)鍵詞：陶瓷輥道窯溫度場數(shù)值模擬與分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 目前,陶瓷輥道窯已廣泛用于建筑陶瓷、日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中。自70年代在我國推廣應(yīng)用以來,由于輥道窯窯內(nèi)溫度場均勻、傳熱速率快、效率大、能耗低以及燒成周期短等特點,在我國獲得了廣泛應(yīng)用。 在陶瓷工業(yè)中,陶瓷成品燒成質(zhì)量的優(yōu)劣主要取決于陶瓷窯爐內(nèi)的溫度、氣氛、以及壓力三大制度,而其中溫度制度對陶瓷燒成質(zhì)量的影響尤為重要。陶瓷窯爐內(nèi)的溫度場分布除受到窯爐本身結(jié)構(gòu)的影響外,還與燒嘴的空燃速比、燒嘴的布設(shè)、抽風(fēng)壓力、燃料的屬性、以及窯內(nèi)坯體碼放形式等眾多因素有關(guān)。在實際的生產(chǎn)中,往往由于溫度控制不當使得陶瓷成品出現(xiàn)色差、尺差、變形、破裂等缺陷。本文在計算流體力學(xué)、傳熱學(xué)、燃燒學(xué)等理論的基礎(chǔ)上,采用有限體積的離散思想對陶瓷輥道窯的燒成帶進行溫度場數(shù)值模擬與分析研究,其主要內(nèi)容包括: 一、分析了輥道窯燒成帶的結(jié)構(gòu)特點及其主要功能,對輥道窯燒成帶的實體結(jié)構(gòu)進行合理的簡化;分析了燒成帶窯內(nèi)氣流的特征,采用Gambit建立了輥道窯燒成帶的幾何模型和網(wǎng)格模型;在網(wǎng)格劃分過程中,充分考慮了網(wǎng)格梯度的重要性,對窯體以及燒嘴采用了不同網(wǎng)格劃分方法,最后得到良好的網(wǎng)格模型。 二、在CFD理論的基礎(chǔ)上,根據(jù)輥道窯的實際熱工特征,建立了輥道窯的三維數(shù)學(xué)模型,主要包括氣體流動可實現(xiàn)性κ-ε標準方程湍流模型、PDF化學(xué)反應(yīng)燃燒模型和DO輻射傳熱模型;而數(shù)學(xué)模型的離散主要采用有限體積法思想,利用一階迎風(fēng)離散格式得到網(wǎng)格模型內(nèi)各節(jié)點上的離散控制方程組,最后采用SIMPLE算法求解離散控制方程組。 三、結(jié)合給定的工況條件,采用計算流體分析軟件Fluent計算得出了燒成帶的溫度場以及流場的云圖以及等高線圖,重點分析了燒成帶的三維截面的溫度場分布以及截面溫差特征,同時也分析了窯內(nèi)氣體流場對傳熱的影響。 四、在改變煤氣入口速度的情況下,得到了不同空燃速比下燒成帶三維截面的溫度場分布、流場分布、以及截面溫差的特征,分析了空燃速比與燒成帶三維截面溫度值以及溫度差之間的聯(lián)系,同時也得到了流場最值與空燃速比的關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：陶瓷輥道窯 計算機流體動力學(xué)(CFD) 網(wǎng)格劃分 溫度場 截面溫差
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TQ174.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-25
• 1.1 課題研究的目的及意義9-10
• 1.2 陶瓷輥道窯的發(fā)展狀況及其結(jié)構(gòu)與特點10-13
• 1.2.1 陶瓷窯爐的發(fā)展狀況10-12
• 1.2.2 陶瓷窯爐的結(jié)構(gòu)及其傳熱特點12-13
• 1.3 工業(yè)窯爐數(shù)值模擬的發(fā)展及其國內(nèi)外研究狀況13-18
• 1.3.1 對輥道窯窯內(nèi)氣體流動、傳熱研究方法13-15
• 1.3.2 數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展15-17
• 1.3.3 國內(nèi)外數(shù)值模擬的重要研究成果17-18
• 1.4 CFD及其軟件包的概況18-22
• 1.4.1 CFD應(yīng)用發(fā)展概況18-20
• 1.4.2 Fluent軟件包簡介20-22
• 1.5 課題研究的內(nèi)容及思路22-25
• 1.5.1 課題研究的內(nèi)容22-23
• 1.5.2 課題研究的方法23-25
• 第二章 輥道窯的幾何模型及其網(wǎng)格劃分方法25-35
• 2.1 輥道窯燒成帶窯體結(jié)構(gòu)25-28
• 2.1.1 燒成帶窯身結(jié)構(gòu)特點26-27
• 2.1.2 燒成帶其他附屬結(jié)構(gòu)特點27-28
• 2.2 輥道窯幾何模型的建立28-30
• 2.3 幾何模型的網(wǎng)格劃分30-34
• 2.3.1 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)固有特性30-31
• 2.3.2 網(wǎng)格質(zhì)量的標準31-32
• 2.3.3 幾何模型網(wǎng)格劃分32-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第三章 輥道窯空間數(shù)學(xué)模型及其離散求解方法35-44
• 3.1 數(shù)學(xué)模型的建立35-40
• 3.1.1 湍流基本模型35-38
• 3.1.2 PDF燃燒反應(yīng)模型38
• 3.1.3 DO輻射傳熱模型38-40
• 3.2 數(shù)學(xué)模型的離散40-42
• 3.3 離散方程的數(shù)值算法42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 相關(guān)邊界條件確定及模型求解控制方法44-50
• 4.1 壁面邊界條件44-46
• 4.1.1 標準壁面函數(shù)44-46
• 4.1.2 固壁邊界條件46
• 4.2 氣流邊界條件46-47
• 4.3 求解控制47-49
• 4.3.1 迭代誤差控制47-48
• 4.3.2 迭代收斂控制48-49
• 4.3.3 迭代收斂判別49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第五章 數(shù)值模擬結(jié)果及其分析50-70
• 5.1 輥道窯溫度場模擬結(jié)果及分析50-58
• 5.1.1 沿窯長方向截面溫度場分布50-53
• 5.1.2 沿窯寬方向截面溫度場分布53-56
• 5.1.3 沿窯高方向截面溫度場分布56-58
• 5.2 輥道窯流場模擬結(jié)果及分析58-65
• 5.2.1 沿窯長方向截面流場分布58-61
• 5.2.2 沿窯寬方向截面流場分布61-63
• 5.2.3 沿窯高方向截面流場分布63-65
• 5.3 不同空燃速比的數(shù)值模擬65-69
• 5.3.1 溫度場分布比較65-67
• 5.3.2 速度場分布比較67-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 第六章 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 結(jié)論70-71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻72-75
• 致謝75-76
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76

【引證文獻】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王計敏;蓄熱式鋁熔煉爐熔煉過程多場耦合的數(shù)值模擬及優(yōu)化研究[D];中南大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 龍威舜;克里金估計技術(shù)在輥道窯溫度場中的應(yīng)用研究[D];景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院;2011年

2 譚易君;圓形蓄熱式熔鋁爐內(nèi)多場耦合數(shù)值模擬及優(yōu)化[D];中南大學(xué);2011年

3 李真;陶瓷輥道窯結(jié)構(gòu)多目標優(yōu)化方法的研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

4 常排排;陶瓷輥道窯的溫度場數(shù)值模擬及決策分析[D];武漢理工大學(xué);2010年

5 石偉霞;基于粒子系統(tǒng)的陶瓷輥道窯燃燒過程可視化方法研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

6 周善紅;傾動式鋁液保溫靜置爐內(nèi)多場耦合仿真與優(yōu)化研究[D];中南大學(xué);2010年

7 羅強;輥道窯內(nèi)高變化對窯內(nèi)流場和溫度場的影響研究[D];景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院;2010年

8 孟漢X;輥道窯不同窯頂結(jié)構(gòu)下氣體流場與溫度場的數(shù)值模擬[D];景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院;2012年

9 曾鋮;隧道窯氣體燃料富氧燃燒的數(shù)值模擬研究[D];華中科技大學(xué);2012年

10 程婧;超寬體輥道窯燒成帶半圓拱頂與平頂結(jié)構(gòu)下的數(shù)值模擬分析[D];景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院;2013年

  本文關(guān)鍵詞：陶瓷輥道窯溫度場數(shù)值模擬與分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：364878