熱風爐是高爐煉鐵生產(chǎn)中的重要組成部分,主要功用就是為高爐提供高溫且持續(xù)的熱風,高風溫是高爐煉鐵中提高生鐵的產(chǎn)量和質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本及能耗的有效措施之一,所以熱風的溫度及持續(xù)時間是評判熱風爐工作性能的重要標準。而熱風的溫度及持續(xù)時間是由熱風爐燃燒加熱情況和送風換熱情況決定,因此掌握熱風爐內(nèi)煙氣和空氣的流動及傳熱規(guī)律,尤其是煙氣對蓄熱體的加熱過程、蓄熱體對冷風的加熱過程對于如何獲取高風溫及延長持續(xù)時間至關(guān)重要。為了掌握熱風爐內(nèi)煙氣和空氣的流動及傳熱規(guī)律,本文分別建立了頂燃蓄熱式熱風爐燃燒期和送風期三維流動及傳熱數(shù)學模型,而且本文引用多孔介質(zhì)模型作為蓄熱體部分進行通體模擬,同時根據(jù)相似原理建立1：12的冷態(tài)模型對所建數(shù)學模型的準確性進行檢驗。根據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果對分析制約目前所用熱風爐的效率的因素,提出改進方法,同時采用本數(shù)學模型對改進后的熱風爐內(nèi)流動和傳熱過程進行分析對比,研究傳統(tǒng)型熱風爐和改進型熱風爐的性能優(yōu)劣。熱風爐工作過程可以分為燃燒期和送風期兩個階段,在燃燒期：高爐煤氣和助燃空氣混合,以旋流狀態(tài)噴入燃燒室的燃燒空間充分燃燒后,流入蓄熱體,加熱蓄熱體,最后由煙道流出,通過模擬結(jié)果顯示整... 

【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 熱風爐的分類及現(xiàn)狀
        1.2.1 熱風爐的分類
        1.2.2 熱風爐的現(xiàn)狀
    1.3 熱風爐數(shù)值模擬發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.4 課題的研究目的及內(nèi)容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究內(nèi)容
第2章 熱風爐數(shù)值模擬理論
    2.1 基本方程
    2.2 湍流流動模型理論
    2.3 輻射模型理論
    2.4 多孔介質(zhì)模型理論
    2.5 燃燒模型理論
第3章 頂燃式熱風爐燃燒期模擬結(jié)果分析
    3.1 傳統(tǒng)爐型
        3.1.1 幾何模型的建立
        3.1.2 網(wǎng)格劃分
        3.1.3 邊界條件
        3.1.4 fluent求解
        3.1.5 模擬結(jié)果分析
        3.1.6 提出改進
    3.2 改進型一：三向進氣型
        3.2.1 結(jié)構(gòu)與網(wǎng)格
        3.2.2 模擬結(jié)果分析
    3.3 改進型二：旋向進氣型
        3.3.1 結(jié)構(gòu)與網(wǎng)格
        3.3.2 模擬結(jié)果分析
    3.4 改進型三：三向旋轉(zhuǎn)進氣型
        3.4.1 結(jié)構(gòu)與網(wǎng)格
        3.4.2 模擬結(jié)果分析
    3.5 改進型四：不同噴嘴角度
        3.5.1 速度矢量圖對比
        3.5.2 主截面溫度分布圖對比
第4章 頂燃式熱風爐送風期模擬結(jié)果分析
    4.1 傳統(tǒng)爐型
        4.1.1 速度矢量圖
        4.1.2 出口風溫隨時間變化規(guī)律
    4.2 改進型一：三向進氣型
        4.2.1 速度矢量圖
        4.2.2 出口風溫隨時間變化規(guī)律
    4.3 改進型二：旋向進氣型
        4.3.1 速度矢量圖
        4.3.2 出口風溫隨時間變化規(guī)律
    4.4 改進型三：三向旋轉(zhuǎn)進氣型
        4.4.1 速度矢量圖
        4.4.2 出口風溫隨時間變化規(guī)律
    4.5 改進型四：不同噴嘴角度
        4.5.1 速度矢量圖對比
        4.5.2 出口風溫隨時間變化規(guī)律對比
        4.5.3 三個噴嘴角度的出口風溫隨時間變化規(guī)律
第5章 冷態(tài)模型實驗
    5.1 冷態(tài)模型建立
        5.1.1 實驗模型的設計原則
        5.1.2 模型實驗的相似條件
        5.1.3 模型材料的選擇與定性差數(shù)
    5.2 冷態(tài)模型實驗
        5.2.1 實驗模型
        5.2.2 實驗裝置
        5.2.3 供風系統(tǒng)
        5.2.4 實驗設備
        5.2.5 實驗方法
    5.3 冷態(tài)模型結(jié)果分析
        5.3.1 進行實驗模型的前提條件
        5.3.2 實驗結(jié)果
第6章 結(jié)論
專題1 不同擋板角度對爐箅子的影響
    1、熱風爐底部爐箅子的幾何模型及網(wǎng)格
    2、不同擋板的幾何模型
    3、不同擋板角度對結(jié)果的影響
    4、結(jié)論
專題2 不同類型的格子磚的蓄熱性能對比
    1、不同類型格子磚的幾何模型和網(wǎng)格
    2、不同類型格子磚在加熱期的性能對比
    3、不同類型格子磚在冷風期的性能對比
    4、結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3166294