钢铁冶炼高炉协同处置冶金尘泥固废的冷态流动数值模拟研究

本文根据“双碳”背景下发展循环经济的客观需求,针对目前工业固废处置能力差的问题,提出了开展工业窑炉协同处置固废的技术路线。利用流体仿真软件和双欧拉模型,重点研究在典型高温工业窑炉——炼铁高炉中协同处置冶金尘泥这种含铁固废的冷态气固两相流动场。建立了从固废颗粒入炉到充分流动的全过程冷态流动模拟,分别得到了气相侧和颗粒侧的速度分布及组分分布。结果表明:在采用20%固废原料掺混比的条件下,高炉冷态流动场在120 s全过程流动中在80 s内达到流动稳定,固废颗粒与铁矿石颗粒在流动场上具有高度一致性,验证了高炉协同处置冶金尘泥固废在冷态流场特性方面的合理性和可行性,对指导固废资源化以及高炉仿真模拟研究具有指导意义。

某自旋微小空间飞行器运动过程研究

为研究某自旋微小空间飞行器入轨运行一周的运动情况,建立各主要坐标系描述飞行器的运动状态。考虑较高轨道的空间环境因素对飞行器运行过程的影响,建立了飞行器轨道动力学模型和基于欧拉方程的姿态动力学模型。采用双欧法进行仿真计算,得到了飞行器入轨运行一周的轨道和姿态参数情况。结果表明:高轨道空间空气密度极低,飞行器主要受地球引力、太阳辐射压力及大气阻力的影响,靠自身旋转稳定,运动轨迹近似圆形,运行一周后轨道增高4.66 km,滚转角和偏航角产生波动,变化小于±0.04°;俯仰角随时间逐渐增大,变化幅度近似360°。

双臂型井下巡检机器人动力学分析

针对煤矿井下巡检作业安全问题,设计一种可用于井下巡检的多任务型双臂机器人。基于D-H法建立巡检机器人双臂数学模型并进行正逆运动学分析,运用MATLAB机器人工具箱建立巡检机器人双臂模型,并进行运动学仿真及末端轨迹规划,验证了运动学模型建立的正确性和结构尺寸的合理性。采用Newton-Euler法建立机械臂动力学方程并计算各关节理论力矩,运用Adams建立巡检机器人双臂虚拟样机模型并进行动力学仿真,分析末端执行器运动轨迹为曲线时各关节的仿真力矩。通过理论计算与仿真结果对比分析,验证了井下巡检机器人双臂动力学模型的合理性,满足井下巡检作业要求,为后续井下巡检机器人样机设计及产品开发提供理论依据。

沸腾炉炉底形状对气固两相流动特性的影响

采用CFD模拟了沸腾炉内气-固相互作用的过程,分析了不同弧度炉底条件下,颗粒瞬时浓度分布、颗粒的速度大小和方向随时间变化、床层中心处压降随高度变化、颗粒在径向的浓度变化规律.结果表明,当表观气速为0.24m/s时,平底的中心气流较强,而弧形炉底可有效发展边壁气流,通过模拟得到弧形炉底炉内中心线上的压力在高度为350~450 mm处有突降过程,当炉底弧度为60o时,颗粒浓度分布较为均匀,增强了主反应段的内循环.而炉底弧度为90°和0°时,颗粒浓度在中心或边壁处较大,分布不均匀,在主反应段不能有效形成内循环.相对于炉底弧度为90°和0°,弧度为60°的气泡数量较多,且直径小于50 mm的气泡比率较大.模拟结果通过与实体模型实验平台拍摄的气体-颗粒的流动图谱和检测数据的比较分析得到了验证.60°弧度的炉底可以有效减少细颗粒的扬析量和提高流化质量.