基于有限元的单-双枪喷煤直吹管流场及温度场仿真分析

为提高煤粉燃烧率及延长直吹管使用寿命,对单-双枪喷煤直吹管流场及温度场进行仿真分析。采用理论分析和三维模拟分析的方法,建立单-双枪喷煤直吹管三维模型,运用Workbench平台Fluent模块分别对热风管道及喷吹管道流动情况进行仿真,并对结果进行分析。对比不同喷煤枪内衬对直吹管温度场变化的影响,将Fluent模块模拟结果导入Thermal模块进行流场-温度场耦合计算。研究结果表明:处于热风中的喷煤枪部分承受较大压力,特别是煤枪与直吹管内衬相交部分存在压力集中;沿着喷煤轴线方向,煤枪外枪壳中后段温度逐渐升高,喷煤枪温度最大发生在喷枪管体与吹管管体交汇处;更换陶瓷内衬钢管后,喷煤枪外侧最高温度下降了102.29℃。该结果可为直吹管实际运行和结构设计提供重要参考。

高炉直吹管有限元分析

基于传热学及有限元理论,采用SpaceClaim三维建模软件,建立高炉直吹管三维稳态温度场有限元模型。通过有限元分析软件ANSYS Workbench,在直吹管稳定工作状态下,对温度场进行有限元数值模拟。结果表明,物性不同的耐火材料层与外钢壳之间添加一层隔热纤维棉,能大幅降低外表面温度,使直吹管获得更好的绝热性能。比较仿真数据与现场实验结果,得到外表温度的最大误差温度为2.36℃,满足工程要求。该分析为高炉直吹管设计与优化提供了方法和依据,有较好的实用价值。

基于图像处理的波纹补偿器故障监测系统

为准确地监测工业管道中波纹补偿器的故障情况,改善传统人工监测方式的弊端,设计了一种基于图像处理的波纹补偿器故障监测系统。该系统利用温度传感器、压力传感器、工业CCD相机对其相关信号进行采集,通过MATLAB平台对所获得图像信息进行处理,实时计算出此刻波纹补偿器整体轴向尺寸以及相邻波纹间的轴向尺寸,然后将所测得的温度、压力以及各轴向尺寸数据存储并在用户界面显示。实验结果表明,所设计的故障监测系统能够最大程度地实现对波纹补偿器的安全监测,对于保证波纹补偿器平稳工作、维护生产全具有重要意义。