基于有限元的热力耦合场匣钵运动分析与优化

为解决装有锂离子电池正极材料的匣钵在辊道窑烧结过程中易出现异常横向运动使匣钵破损的问题,本研究通过分析匣钵异常运动特性的影响因素对其进行优化。首先,利用Solidworks软件建立辊道-匣钵传动系统简化模型,对匣钵进行受力分析,推导出匣钵发生异常横向运动的原因是辊棒的弹性变形;其次,通过Abaqus软件进行有限元仿真,对比分析热力耦合场和重力场下匣钵的位移曲线以及辊棒的受力情况。结果表明,与重力场相比,热力耦合场的辊棒弹性变形量更大,且热力耦合场匣钵横向位移在0~1 s内相对重力场增大,而在1~5 s内相对重力场减小,说明在温度和重力共同作用下所引起的辊棒弹性变形是导致匣钵异常横向运动的主要原因。在此基础上,设计了一种匣钵传动机构,包括辊棒支撑机构、匣钵夹紧装置及匣钵挡齐装置,并通过对比生产验证了改进机构的可行性。本研究对在辊道窑烧结过程中匣钵异常横向运动的影响因素进行分析并提供了一种改进机构,有助于推进锂离子电池正极材料生产设备的发展。

富氧助燃技术在陶瓷企业中的应用

结合富氧助燃技术在浙江绍兴陶瓷企业中应用的实际案例,对案例进行经济性分析。结果显示:案例应用富氧助燃技术后,用电量增加了1%,企业天然气消耗降低了16.5%,辊道窑的净节能率达到了15.5%。研究为富氧助燃技术在小型陶瓷轻工业中的应用起到示范作用,进一步验证了富氧助燃技术的巨大潜力和应用前景。

锂离子电池正极材料烧结窑炉的发展历程及展望

随着全球新能源汽车的高速发展,锂离子电池行业成为了中国产业发展的重点领域之一,其中锂离子电池材料的生产是上游产业中最重要的环节之一。正极材料的生产工艺对锂离子电池的比容量、放电平台、循环性能和安全性等具有重要的影响。当前正极材料的生产工艺不可避免地包含烧结这一固相反应过程。烧结窑炉作为正极材料固相反应阶段最重要的设备,其发展将深刻影响锂离子电池产品的性能和成本。本文以锂离子电池正极材料中常用的磷酸铁锂和三元材料为研究重点,探讨了锂离子电池行业烧结窑炉的发展历程及供求双方的考量因素,并归纳总结了烧结窑炉的现存问题和发展方向。

基于深度学习与信息融合技术的陶瓷辊道窑温度智能检测方法

目前,陶瓷辊道窑烧制温度主要通过热电偶检测。由于热电偶容易老化,造成温度检测精度逐渐变低,以致影响陶瓷制品烧成质量。针对此问题,提出将基于深度学习火焰图像特征识别与热电偶点检测数据融合代替热电偶的辊道窑温度智能检测方法。该方法是针对陶瓷辊道窑火焰图像采用一种基于移位窗口视觉自注意力机制的多尺度特征提取网络,利用卷积神经网络和Transformer分支的局部和远程特征来保留更多图像信息,获得较准确的火焰图像特征,并与热电偶点检测数据融合,从而实现对陶瓷辊道窑温度的精确检测。该多尺度特征提取网络模型首先是采用一种基于多层Transformer的自编码器网络提取出其中的浅层和多尺度深层特征,其次将多个特征融合到Transformer和卷积神经网络中使其获得足够的能力去捕捉特征信息,最后将热电偶点检测获得的数据输入前面的网络中,利用特征级信息融合来是实现火焰图像特征与关键点检测温度数据的融合。实验结果表明,本文提出的融合网路模型比基于卷积神经网络融合方法特征识别平均准确率提高了1.75%,平均误差产生的减少了2.67%,其大多数指标上优于卷积神经网络分支或Transformer分支图像融合,因而本文的方法有效可行。

陶瓷辊棒的研究现状

陶瓷辊棒是辊道窑炉中经常更换的主要易损部件之一,它的质量直接影响着窑炉的正常运转和生产陶瓷产品的产量和质量。本文对陶瓷辊棒的概况、生成和目前的应用领域进行了简单的介绍,以及通过国内外陶瓷辊棒研究状况的比较,指出目前国内生产陶瓷辊棒存在的问题,最后对陶瓷辊棒的制备技术提出新的展望。

辊道窑挡火板开度对预热带气流影响的数值研究

建立了辊道窑预热带内挡火板开度的二维物理模型,采用标准k-ε两方程湍流模型对预热带中气体流动进行模拟,并用计算流体力学软件Fluent进行数值计算及结果的后处理,研究了不同的挡火板开度对预热带内气体流动的影响。

CAN数据传送的实时性研究及其应用

设计了一个新的基于时分的主从式和基于优先级的分布式信息调度子系统来处理周期性和猝发性的数据传输,解决CAN现场总线在网络带宽利用率高时,数据传输的实时性和确定性存在的问题,以及不同优先级的信息帧不能同等地共享总线带宽的问题.这种方法参考了数据通信中的时分原理,并考虑到CAN基本协议的特点.在网络带宽利用率达到83％时,保证了信息的实时传送.这种方法已经应用在实际的陶瓷辊道窑监控系统中,它的有效性得到了证实.

陶瓷辊道窑高温带流场的数值模拟研究

研究了陶瓷辊道窑高温带的窑体结构,根据实际的尺寸建立了三维流域模型,综合生成了非结构化和结构化网格。通过分析工程中用于求解不可压缩湍流问题常用的湍流模型的使用范围及特点,确定选用k-ε模型作为计算的湍流模型,得到了陶瓷辊道窑高温带流场的分布情况,生成了速度和压力等物理量分布图。同时考察了不同入口速度及有烟气流动等因素的条件下流场的分布。

辊道窑烧嘴喷射角度对窑内湍流气流影响的研究

应用k -ε两方程湍流模型 ,对辊道窑烧成带的湍流旋流流动进行了理论分析 ,并用计算流体力学软件Fluent进行数值模拟 。

辊道窑烧成带火焰空间的三维数值模拟

采用FLUENT软件对辊道窑烧成带速度场和温度场进行数值模拟,并对其两种不同烧嘴布置的燃烧工况进行了研究。

基于辊道窑富氧燃烧计算与分析

以180m玻化砖辊道窑为富氧燃烧计算分析对象,在正常助燃空气燃烧计算基础上,分别进行富氧体积分数为25%,29%,33%,37%的富氧燃烧计算,得出该窑炉节能效果显著的是在氧体积分数为29%左右,设计计算结果分析有益于在当前社会节能减排的背景下在陶瓷行业推广富氧助燃技术,该技术具有明显的节能和环保效益。

气烧陶瓷辊道窑气氛温度耦合的计算机仿真

日用陶瓷工业窑炉存在气氛与温度的耦合 ,本文以热工理论为指导 ,以计算机为辅助工具 ,以气烧日用陶瓷高温辊道窑为研究对象 ,研究了气氛与温度的耦合关系 ,并采用预报控制对其解耦控制进行了计算机仿真。

辊道窑内陶瓷制品烧成过程动态热响应特性的数值模拟

陶瓷制品在辊道窑的烧成过程的温度变化直接影响到出窑的产品质量。本文建立了陶瓷制品烧成过程的流体动力学和传热特性的理论模型,基于CFD商用软件Fluent的动网格技术进行了数值求解,得到了陶瓷制品烧成过程的动态热响应特性。研究表明:陶瓷制品在烧成带加热的初期,温度在不断升高,制品前部温度变化快于制品后部的温度变化。随着时间的推移,制品本身的温度差别越来越小。燃烧器喷出烟气的速度越大,制品被加热的速度越快,制品受热引起的温度不均匀性越小。

辊道窑烧成带富氧燃烧及火焰空间数值模拟

采用FLUENT软件对气烧明焰陶瓷辊道窑烧成带的火焰空间进行数值模拟研究,并对不同氧气浓度下以天然气和炉煤气为燃料时辊道窑烧成带的燃烧特性进行对比。数值模拟结果表明:当燃料种类和燃料量一定时,富氧燃烧可以提高燃烧的火焰温度,随氧气质量分数百分比增加,平均温度呈上升趋势,但35%时有所减少;随氧气质量分数百分比增加,以发生炉煤气为燃料时炉内CO浓度逐渐减少,而采用天然气时,CO浓度逐渐增加;相同气氛下,以天然气为燃料时炉内温度高于发生炉煤气,CO浓度较低。本文结果为辊道窑的富氧燃烧运行提供了有益的参考。

气烧明焰辊道窑烧嘴的三维数值模拟

采用FLUENT软件对气烧明焰辊道窑烧嘴进行三维数值模拟,模拟了其在辊道窑烧成带内的燃烧工况,研究了烧成带内烟气不同流速对窑内温度与烧嘴燃烧速度的影响,为辊道窑的运行提供了有益的参考。

超宽体辊道窑与普通辊道窑在预热带各段热耗计算与对比分析

通过热平衡计算分析超宽体辊道窑和普通辊道窑在预热带各段热耗情况,从热耗角度来解析超宽体辊道窑同普通辊道窑对比所具有的热效率高、产量高等优点。

气烧辊道窑气氛温度模糊解耦控制的计算机仿真

本文以热工理论和模糊控制原理为指导 ,以计算机为辅助工具 ,以辊道窑为研究对象 ,研究了气氛温度的解耦控制。仿真结果表明 :通过解耦控制器来控制燃料流量 ,同时以空燃比为变化值系数对空气量作变化值调节 ,解除了辊道窑温度气氛的耦合。

辊道窑内动态温差的测试

本文利用自己设计的测温系统对辊道窑的雾化风压、助燃风压、排烟量等可控参数以及窑体结构对温差的影响进行了动态测试，分析产生温差的原因及温差的分布情况，提出相应的对策，为辊道窑操作最佳化及结构的优化提供一定的依据。

辊道窑烧成带气体流场与温度场的三维数值模拟

通过数值模拟的方法,利用C F D软件FLUENT6.0,建立实体计算模型并采用六面体结构与非结构混合网格对模型进行网格划分;采用标准K-ε湍流模型和P-1辐射模型对辊道窑烧成带内气体流场与温度场进行了数值模拟研究。得出了窑内气体流场和温度场的分布,分析了流场对窑内气体温度场和对流换热的影响。

辊道窑烧嘴仿真计算与研究

采用FLUENT软件对气烧明焰辊道窑烧嘴进行仿真计算,研究了其在烧成带内的燃烧工况,通过对不同烧嘴结构方案进行比较分析,筛选了一种更为节能的结构,同时也为今后烧嘴优化设计提供理论依据。