基于L-M算法的铝合金铸造过程界面换热系数的反问题模型

铝合金铸造过程铸件-铸模之间的界面换热系数的变化非常复杂,且预测非常困难。本文基于L-M(Levenberg-Marquardt)算法建立了铝合金铸造过程传热反问题模型,通过反问题分析获得铝合金铸造过程中铸件-铸模界面换热系数。通过将铸件-铸模界面换热系数反演值与标准值进行比较,验证传热反问题模型的准确性。在此基础上,分析了铸模上测点位置(与铸件-铸模界面距离、相邻测点间距)和温度测量误差对铸件-铸模界面换热系数反演值的影响规律,并给出了最优的测点布置方案和温度测量误差要求。通过铝合金铸造实验,用该反问题模型能求解出铝合金凝固过程中的铸件-铸模界面换热系数。

掺氢对天然气燃烧室燃烧及排放特性影响数值模拟

针对以天然气为燃料的燃气轮机使用掺氢燃料后的燃烧及其排放特性开展研究,基于DLN1.0燃烧室火焰筒,采用数值模拟的方法研究不同掺氢比(H_(2)体积分数0~30%一共7种工况)在恒定热功率和相同当量比条件下对天然气混合气燃烧过程的影响,获得火焰筒内流场、温度场和燃烧产物的分布参数以及对应关系。结果表明:随着掺氢比的增加火焰温度上升,燃烧反应区扩大,火焰筒出口处的温度分布均匀性变差;掺氢造成局部释热量的改变,会导致NO_(x)的排放随着掺氢比的增加而呈现增加趋势;CO和CO_(2)的排放量都有显著的减少,H_(2)O的生成量显著增加。同时,采用所提出稀释燃烧的方法解决由掺氢造成的一系列问题,研究不同当量比工况下掺氢燃烧后的特性变化,并计算得到各个掺氢比工况下最佳的当量比值。研究成果为后续工业燃气轮机天然气掺氢燃烧技术的应用提供了理论指导。

液体在横向气流中破碎的动量交换机制

液体射流的破碎是一个复杂的非线性动力学问题。为研究破碎过程中气液间的动量交换机制,利用Fluent软件进行数值模拟,得到不同气流冲击液体过程中动量交换量和动量交换效率的变化规律,并进一步通过VOF to DPM模型对规律进行了验证。结果表明:在气流速度为40~90 m/s,气流密度为1.177~7.356 kg/m^(3)的工况范围内,动量交换效率在62%~83%变化。气液之间的动量交换量随着气流速度的增大而增大,气体密度不变时,随着气流速度的增大,气液间的动量交换效率逐渐降低,最后趋于稳定;气流速度一致时,动量交换效率随气体密度的增大而减小,最后逐渐趋于稳定。在气流物性不变时,增大液体的密度和黏度均会导致气液动量交换效率的增大。将雾滴粒径分布作为液体破碎效果的计算指标,对动量交换机制进行验证,发现在气液动量交换量相等时,液体破碎后的粒径规律基本一致,最大误差为15.3%。

基于Fluent的气液双流体喷嘴雾化特性研究

气液双流体雾化技术在熔体破碎、喷雾冷却、除尘降尘、燃油燃烧等方面具有广泛的应用。为了研究气液双流体雾化喷嘴的流场特性和雾化特性,本研究利用Fluent软件进行数值模拟,采用Realizable k-ε模型处理湍流流动,并将喷嘴的气液入口设置为压力边界条件。通过模拟得到了气液双流体喷嘴内部和外部的流场分布、喷嘴内部的压力分布、雾滴颗粒的空间分布以及雾滴粒径等参数规律。研究结果表明,随着气体压力从0.3 MPa增大至0.7 MPa时,喷嘴出口气流速度增大,雾滴的飞行速度随之增大,雾滴的平均粒径达到微米级,粒径逐渐减小;而随着水压从0.3 MPa增大至0.7 MPa,气流出口速度略有减小,雾滴的飞行速度也有一定的降低,雾滴的平均粒径增大。另外,研究还发现气流在喷嘴出口时速度和压力均会达到最大值,然后速度会迅速衰减,且初始衰减速度相对较快。

连铸坯热送热装和直接轧制工艺的研究与开发

本文综述了连铸坯热送热装和直接轧制工艺的国内外现状和发展趋势，并分析了实施连铸坯热送热装和直接轧制工艺的技术关键。

钢锭的非对称冷却过程

本文针对钢锭在注车上的冷却过程,推导了钢锭的非对称冷却过程传热数学模型。该模型已被实例证明,可以用来估计对称传热假设的偏差以及生产中的可用程度,也为研究钢锭任一局部位置的热状态参数提供了数学模型。

焦炉直行温度和火落时间双反馈控制策略及其在宝钢三期焦炉上的应用

以文献建立的焦炉直行温度数学模型和文献建立的焦炉火落时间实验关联式为基础，开发了宝钢三期焦炉直行温度和火落时间双反馈控制策略，并实现在线应用。结果表明：焦炉直行温度的控制精度在±7℃以内，火落时间判定在±10min内的命中率达到80%，炼焦耗热量降低2.92%，节能效果显著。

蓄热式高温空气燃烧技术的研究现状及应用前景分析

蓄热式高温空气燃烧技术是20世纪90年代兴起的集节能、环保等多重优点的高新技术,是被国际燃烧界公认的燃烧领域的革命。本文就高温空气燃烧技术的历史发展进程及国内外研究现状进行了全面系统地综述,并针对该技术的优势和特点进行了分析,最后对我国工业炉窑应用该技术的前景进行了分析。可以确信,通过该技术在我国工业炉界的推广使用,对我国的节能和环保事业必将有重大的推动作用。

均热炉群钢锭优化加热计算机控制系统

本文建立了适合方锭和扁锭的一维无限长圆筒控制数学模型.开发了均热炉群钢锭优化加热计算机控制系统,并采用T1565和CVU6000监控计算机在某厂实现了均热炉群的计算机在线控制。

钢锭从浇注到轧制过程的系统仿真

介绍了如何采用离散型系统仿真力法,以生产实际数据来建立钢锭从浇注到轧制过程的系统仿真模型的做法。

钢锭优化加热计算机控制系统

以钢锭热过程一维无限长圆筒控制数学模型为基础,开发了均热炉群钢锭优化计算机控制系统,并采用美国爱克新公司生产的CIM-PAC分布式控制系统在马鞍山钢铁公司初轧厂实现了均热炉群钢锭生产过程的在线优化控制和管理。

连铸坯热送系统数学模型及综合效益分析

概要地介绍了连铸坯热送系统的工艺、热送过程的数学模型以及连铸坯热送的综合效益。

空气燃料比寻优技术在加热炉中的应用

分析了燃气加热炉热工特点,建立了热值前馈和烟气中氧含量反馈的空气燃料比寻优模型,并将模糊控制技术运用于所建立的空气燃料比寻优模型中.现场实际运行结果表明,使用该模型能合理地控制炉气的含氧量,提高钢坯加热质量,降低燃料消耗,取得了很好的效果.

新型防腐镀膜烟气冷凝换热器换热实验研究

分别对镀锡、镀镍、非晶态镍磷化学镀膜、新型非晶态镍铜磷复合化学镀膜4种防腐镀膜冷凝换热器进行了换热实验研究。研究表明,新型非晶态镍铜磷复合化学镀膜的防腐性能和传热性能最好,传统镀锡则最差。得出了可应用于类似冷凝换热器研发的实验关联式。

喷枪结构对底吹炼铜炉流场影响的模拟及实验研究

采用水力模型实验的方法对某公司设计的底吹炉内的流动过程进行研究,并利用VOF模型对所建立的水力模型进行数学建模。通过模拟结果和实验结果的对比,发现VOF方法能够描述底吹炉水力模型试验台中气体上升过程中所出现的气泡产生、长大和脱离的过程,为该方法向热态模型的推进提供依据。对比4种喷口结构对炉内流动过程的影响,对比结果显示弥散型结构的氧枪的搅拌面积更大,有利于底吹炉内的搅拌和化学反应过程高效进行,但其喷口处的压力波动更明显,对氧枪的寿命造成一定的影响。

地源热泵U型管地下换热器的CFD数值模拟

为了给地源热泵U型管地下换热器的优化设计提供理论依据,通过CFD数值软件对地源热泵U型管地下换热器系统中的流动和传热过程进行数值模拟.结果表明,地源热泵U型管地下换热器的换热效率随支管间距的增大而增加,随回填土材料热导率的增加而增大,而且支管间距和回填土材料热导率对换热器效率的影响是很复杂的非线性关系.当钻孔深度超过80m时,两支管的温升比急剧增加,支管间的热损失加剧,建议在实际操作中钻孔深度不要太深.

基于热分析动力学的烧结用焦炭颗粒燃烧数值模拟

基于烟气循环烧结中氧体积分数降低抑制了燃料燃烧,焦炭细化可显著改善整体燃烧效率,是烧结工艺极具潜力的节能增产措施,采用缩核模型,模拟贫氧率和粒度对焦炭颗粒燃烧特性的影响。焦炭的着火温度ti、不完全燃烧系数κ、燃烧反应焓ΔH等燃烧特性参数采用热重实验确定,焦炭燃烧的本征活化能E和指前因子A通过Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法计算。研究结果表明：空气气氛中,焦炭颗粒的ti约为550℃,κ为1.128～1.333,对应的ΔH则为28.810～31.640 MJ/kg,E约为137.156 k J/mol;ti基本上不随实验条件变化,κ随着氧体积分数的降低显著增大,E则略减小;焦炭颗粒的最高燃烧温度约为1 560 K,燃烧速率随着灰层厚度的增加逐渐降低;当颗粒粒度增大或氧体积分数降低时,燃烧效率显著下降,且前者影响更大;考虑采用烟气循环,当焦炭细化效率达到1.33时,可保证整体燃烧效率不比传统烧结的低。

紧凑式辊底式连续热处理炉优化加热控制策略

以某公司辊底式连续热处理炉为研究对象,在详细分析其传热机理的基础上,建立了钢坯在炉内加热过程的数学模型,针对该炉型具有的紧凑、主要生产宽厚板、工艺复杂和混装现象严重等特点,提出了紧凑式宽厚板辊底式热处理炉连续和摆动优化加热控制策略。其中包括:钢坯运行控制策略、加热保温控制策略及其不同工艺不同规格钢坯的混装优化控制策略。运行控制策略涉及连续运行策略及摆动运行策略;加热保温控制策略涉及炉温优化设定、钢坯在炉加热保温时间设定及辊速设定;混装控制策略涉及炉温的动态叠加优化设定等。所开发的控制策略已成功地应用于某公司的辊底式连续热处理炉计算机优化控制系统中,取得了令人满意的控制效果。

高温空气燃烧技术的研究现状及发展趋势(上)

高温空气燃烧技术是90年代兴起的集节能、环保等多重优点的高新技术,是国际燃烧界公认的燃烧领域的革命。就高温空气燃烧技术的历史发展进程及国内外研究现状进行了全面系统地综述,并针对该技术的优势和特点进行了分析,最后对我国工业炉界应用该技术的前景进行了对比分析。可以确信,通过该技术在我国工业炉界的推广使用,对我国的节能和环保事业必将有重大的推动作用。

富氧燃烧技术在石灰回转窑中的应用研究及经济性预测

利用燃烧学理论及其相关知识对富氧燃烧技术的特点进行了详细的理论分析。在此基础上针对某公司拟在石灰回转窑中应用该技术的工程案例进行了计算,提出了3种不同的技改方案,并对其经济性进行了预测。结果表明:在不改变现有燃烧设备的条件下,采用焦炉煤气和转炉煤气混合富氧的方案,氧体积分数控制在21.4%时最为合理;采用焦炉煤气和高炉煤气混合富氧的方案,氧体积分数控制在23.0%时最为合理;从成本分析前者更具有竞争性。如果对现有燃烧设备进行改造,建议采用转炉煤气和高炉煤气混合富氧的方案,氧体积分数控制为28.0%时,成本节约潜力最大,对该公司最有实用意义,此时对应的煤气流量约为20 km3/h。