基于改进遗传爬山算法的篦冷机熟料换热二次风温故障诊断

提出一种利用改进遗传算子优化爬山的算法,能自动调整交叉概率和变异概率,自动选择交叉方式和变异方式,利用改进的交叉算子和变异算子替代爬山算法中的减边算子来扩展其全局寻优能力,利用最大支撑树限制搜索空间来提高搜索效率。仿真实验证明,与爬山算法等算法相比,该算法得到的模型更加准确、最佳得分更高且耗时较短。结合水泥熟料换热过程中的篦冷机现场采集数据,建立了篦冷机工艺参数的故障诊断模型,对二次风温实现了较为准确的故障诊断,具有一定实际意义。

水泥熟料换热模型的研究

针对高温水泥熟料具有堆积颗粒多孔质特性,将多孔介质渗流换热理论引入到熟料换热研究中,并考虑到热弥散效应对多孔介质强化换热的影响,建立了适用于高温水泥熟料冷却过程的气-固换热三维物理数学模型,在满足工程精度要求前提下,简化为更易求解和适于工业应用的一维非稳态换热模型。同时对其解法进行了相关研究,并通过模拟仿真验证了所建物理数学模型的正确性。

篦冷机熟料变长度等效直管换热模型

目前水泥熟料换热规律的研究多采用多孔介质渗流换热理论,需求解连续性方程、动量方程、能量方程的联立方程组,存在求解复杂,不便于工程应用的缺点。为解决此缺点,本文在文献[12]单元体直管等效换热模型的基础上,考虑换热过程中空气的变物性,建立变长度单元体直管等效换热模型,并将其拓展到整体,得到熟料层整体的换热规律。模型理论计算结果与实验数据基本吻合,求解简单,便于工程应用。

水泥熟料堆积体强制对流换热系数实验研究

在水泥熟料堆积体换热规律的研究中,其强制对流换热系数是重要参数之一,针对目前没有关于篦冷机内水泥熟料堆积体的强制对流换热关联式的现状,通过实验获得了适用于水泥熟料堆积体的强制对流换热系数。首先,通过渗透率实验得到了能够有效表征水泥熟料堆积体宏观物理特性的最小单元体--体特征元,由此确定了换热实验料筐尺寸;然后,基于自主设计的对流换热实验装置,通过测量水泥熟料颗粒温度及出入口空气温度,根据能量守恒定律及牛顿冷却公式分析得到水泥熟料堆积体的强制对流换热系数为19. 13 W·m-2·K-1。

水泥熟料堆积体渗流换热的管道等效模型研究

本文将管道流动换热理论与多孔介质达西渗流理论结合,建立了具有多孔介质特性的熟料颗粒堆积体渗流换热的等效管道换热物理模型,推导了熟料颗粒堆积体的多孔介质参数与等效管道参数的对应关系,并通过数值仿真计算,给出了等效管道模型的管直径、管内气体流速、管数量随熟料颗粒直径与熟料单元体孔隙率的变化曲线,为堆积颗粒多孔介质的简化提供了理论方法与等效数据。

高温熟料非稳态非热平衡渗流换热模型

回转窑卸入篦冷机的高温水泥熟料为红热半透明的多孔介质,其复杂的气固换热机理给篦冷机的工艺改进带来较大难度。针对这一问题,将高温红热颗粒等效为光学厚介质,推导了一种高温熟料颗粒间传导与辐射综合换热系数,基于渗流力学与传热学理论,建立了考虑高温熟料颗粒间热辐射效应的水泥熟料非稳态非热平衡渗流换热模型。通过对所建模型进行求解,得到了料层内熟料温度与气体温度的分布规律,比较了不同区域冷却速率的差异,获得了辐射传热因素对料层温度分布的影响。