高炉回旋区冷态物理模型研究

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高炉风口回旋区特征的研究现状

ｒａｃｅｗａｙｇｒｅａｔｌｙａｆｆｅｃｔｔｈｅａｉｒｆｌｏｗａｔｔｈｅｂｏｔｔｏｍｏｆＢＦ，ｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｈｅａｒｔｈｃｈａｒｇｅｆａｌｌｉｎｇａｎｄｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｅｎｅｒｇｙａｎｄｈｅａｔ
关键词：高炉；炼铁；风口；回旋区
中图分类号：ＴＦ５４文献标识码：Ａ
ＣｕｒｒｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＴｕｙｅｒｅＲａｃｅｗａｙｏｆＢｌａｓｔＦｕｒｎａｃｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｕｙｅｒｅｒａｃｅｗａｙｏｆｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅａｃｔｉｏｎａｒｅａｉｎｂｌａｓｔｆｕｎａｒｃｅ．Ｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｒｅａｃｔｉｏｎｏｆ
第３７卷第１期
２０１５年２月
甘
肃
冶
金
Ｖ０ｌ－３７Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．，２０１５
ＧＡＮＳＵＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
文章编号：１６７２ — ４４６１（２０１５）０１－００３５ — ０５
高炉风口回旋区特征的研究现状

氧气高炉冷态模型的设计计算

氧气高炉冷态模型的设计计算
氧气高炉是一种先进的冶炼设备，其冷态模型的设计计算是确定炉身温度分布和炉身
结构的关键。

本文将介绍氧气高炉冷态模型的设计计算方法。

1. 炉身温度分布的计算：根据高炉的结构、材料和冷却方式，利用传热学计算方法，确定炉身各部位的温度分布。

需要建立炉身的数学模型，包括高炉炉身的几何形状和热物
性参数。

然后，利用传热学的理论和方法，根据高炉内部的热源和热传导条件，计算各部
位的温度分布。

对计算结果进行验证和调整，确保计算的准确性和可靠性。

2. 炉身结构的设计：根据炉身温度分布的计算结果，确定炉身的结构设计参数。

高
炉的炉身结构需要满足强度和稳定性的要求，同时能够适应高炉内部温度分布的变化和热
膨胀的影响。

炉身结构的设计包括材料的选择、特殊部位的加固和防护措施等。

4. 炉身热应力的计算：根据炉身温度分布和炉身结构的设计，利用热应力学的理论
和方法，计算炉身的热应力。

高炉的炉身在冷热循环过程中会受到热膨胀和热应力的影响，可能导致炉身的损坏和破裂。

炉身热应力的计算可以用来评估炉身的可靠性和安全性，为
炉身结构的优化设计提供依据。

以上就是氧气高炉冷态模型的设计计算方法的基本介绍。

在实际的工程应用中，还需
要考虑其他因素，如煤质、炉渣、热风温度等对高炉运行的影响，以及高炉的升温、卸渣、装料等操作过程的控制和优化。

氧气高炉冷态模型的设计计算是一个复杂而重要的工作，
需要结合实际情况进行综合分析和研究。

高炉回旋区燃烧数值模拟研究

高炉回旋区燃烧数值模拟研究
郭术义;尚松蒲
【期刊名称】《华北水利水电学院学报》
【年(卷),期】2009(030)001
【摘要】为研究回旋区内物理化学状态,对回旋区内存在的焦炭热解、水分蒸发、燃烧、气体湍流化学反应进行了分析,建立了基于混合颗粒条件的湍流数学模型,利用cFx进行了数值模拟.结果表明:回旋区内,气流呈双涡旋分布,气体速度大部分小于16 m/s,峰值温度在2 670 K左右,焦炭粒子数为3 000时,CO,和CO气体峰值浓度百分比分别为17.0%和27.4%,高炉煤气流分布为中心气流弱,边缘气流强.红外测温实验及大量操作实践验证了数值模拟结果基本是正确的,对进一步研究回旋区和创新高炉操作制度提供了理论依据.
【总页数】4页(P46-49)
【作者】郭术义;尚松蒲
【作者单位】华北水利水电学院,河南,郑州,450011;华北水利水电学院,河南,郑州,450011
【正文语种】中文
【中图分类】TF536.1
【相关文献】
1.高炉风口回旋区煤粉燃烧过程三维数值模拟 [J], 张丽丽;史岩彬;陈举华
2.高炉回旋区模型PDA测试及数值模拟研究 [J], 郭术义;陈举华
3.氧气高炉回旋区内煤粉燃烧行为的r三维数值模拟研究 [J], 吴俊明;周振峰;彭星;王静松;薛庆国
4.氧气高炉回旋区内煤粉燃烧行为的三维数值模拟研究 [J], 吴俊明;周振峰;彭星;王静松;薛庆国;
5.高炉采用氧煤燃烧器后回旋区煤粉燃烧过程的数值模拟 [J], 丘纪华;张志国;孙学信;董玉贵;张慧纯
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高炉风口回旋区内温度分布的模拟分析

高炉风口回旋区内温度分布的模拟分析金焱;袁辉;祝俊俊;王炜;薛正良;程常桂【摘要】基于 Fluent 软件，采用预混燃烧模型对高炉风口回旋区内温度场进行模拟，分析风量、风压、喷煤量等参数对高炉风口回旋区内温度分布的影响。

结果表明，随着风量、风压、喷煤量的增加，风口回旋区内温度最高处离风口端部的距离逐渐增大，风口回旋区内最高温度逐渐降低；风口的堵塞会使风口回旋区内温度最高处与风口端部的距离缩短，使风口回旋区内最高温度升高。

%Based on Fluent software,premixed combustion model was applied to simulate the tempera-ture field in raceway of blast furnace,and the effect of process parameters including blast volume, blast pressure and coal injection rate on the temperature distribution in raceway were investigated.The results show that,with the increase of blast volume,blast pressure and coal injection rate,the dis-tance between the highest temperature position in raceway and the tuyere tip gradually increases and the highest temperature in raceway decreases .The blocking of tuyere will lead to the reduction of dis-tance between the highest temperature position in raceway and the tuyere tip and the increase of the highest temperature in raceway at the same time.【期刊名称】《武汉科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(040)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】高炉;风口回旋区;温度分布;风量;风压;喷煤量;温度模拟【作者】金焱;袁辉;祝俊俊;王炜;薛正良;程常桂【作者单位】武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室，湖北武汉，430081;武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室，湖北武汉，430081;武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室，湖北武汉，430081;武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室，湖北武汉，430081;武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室，湖北武汉，430081;武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室，湖北武汉，430081【正文语种】中文【中图分类】TF513高炉风口是高炉炼铁送风的重要部位，承受炉内高速煤粉的磨蚀、高温炉气的冲刷以及炉料的撞击，极易损坏[1-4]。

高炉回旋区的机理分析及三维数值模拟

收稿日期:2004208230基金项目:2001年山东省科学技术发展计划项目(012050107);2002年山东省自然科学基金项目(Y2002F19);2003山东省经贸委重大技术创新项目(鲁经贸授字2003[182])作者简介:陈举华(1948-),女,山东荣成人,教授.主要研究方向为多目标模糊优化/系统模糊可靠性/虚拟样机及环境.E 2mail :xtgc —sd @　文章编号:167223961(2005)0120027205高炉回旋区的机理分析及三维数值模拟陈举华,沈学会,郭术义,张丽丽(山东大学　机械工程学院,　山东　济南　250061)摘要:阐述了高炉回旋区运动及反应机理,建立了模拟回旋区的三维综合模型,模拟了回旋区内物理过程和化学过程,得到了焦炭颗粒的速度分布、回旋区内的温度分布和高炉风口燃烧带的温度及煤气成分变化.冷态模拟结果与实验结果基本一致,预报的温度分布符合实际工况.关键词:高炉回旋区;气粒两相流;数值模拟中图分类号:TH122 文献标识码:AThe analysis of mechanism and research on32D numerical simulation of race w ayCHEN J u 2hua ,　SHEN Xue 2hui ,　GUO Shu 2yi ,　ZHAN G Li 2li(School of Mechanical Engineering ,　Shandong University ,　Jinan 250061,　China )Abstract :The mechanisms of movement and reaction in raceway of blast furnace was investigated ,an integrated 32D model for raceway of blast furnace was built.The model was used to simulate both the physical and chemical process in the raceway.The simulation gave the velocity distribution of gas and particle ,the temperature distribution in raceway and the changes in temperature and gas composition in blast ignition belt.The prediction results are in agreement with the experimental results ,the pre 2dicted distribution of temperature is in accord with practice.K ey w ords :raceway of blast furnace ;gas 2particle flow ;numerical simulation0　引言高炉生产所需热量和还原剂来自回旋区,回旋区机理的研究及模拟与炉料和煤气流的合理分布、高炉生产最佳化密切相关.过去由于焦炭运动或燃烧机理不明晰而操作不当所致的“结瘤”、“管道”等冶炼事故,经济损失巨大.钢铁是国民经济的基础,炼铁又是源头,为提高高炉生产水平,国内外学者作了不懈的努力,如羽田野道春等人建立了回旋区气体力学模型【1】;B.K.杜尔诺夫等建立了回旋区动力学模型【2】;福武刚等提出了气、固、液态的平衡关系【3】.但由于问题本身的复杂和各种条件的限制,至今还未建立起模拟高炉回旋区运动和燃烧全过程的综合数学模型.模拟回旋区的关键问题在于其数模要全面反映焦炭运动过程和燃烧过程的相互影响,彼此协调.目前常用的模型普遍偏重一方面,忽略另一方面,这一顾此失彼的建模方法模拟效果较差.所　第35卷　第1期　Vol.35　No.1 山　东　大　学　学　报　(工　学　版)J OURNAL OF SHANDON G UN IV ERSITY (EN GIN EERIN G SCIENCE )2005年2月　Feb.2005　以建立模拟回旋区的综合数学模型尤为迫切.近年来,两相湍流及其相互作用成为国际上的研究前沿和热点,湍流气粒两相流理论的发展也为进一步改进回旋区研究方法提供了新的思路,基于两相流和燃烧学理论建立了综合考虑两个过程的高炉回旋区三维综合数学模型,并利用冷态实验对模拟结果进行了验证,以便应用于工程实践.1　回旋区的数值模拟回旋区内的物理、化学变化十分复杂,完整而准确的了解其机理是建立数学模型的前提,以下对回旋区机理作了系统的分析.1.1　回旋区的机理研究随着冶炼技术的不断进步,高炉逐渐趋于大型化,鼓风速度已提高到100～200m/s,这时风口前的焦炭受到强烈的流体动力作用,在风口前缘形成了焦炭作回旋运动的空腔,我们把这个空腔称为高炉回旋区【4】.回旋区内的焦炭运动是在气、固、液三相流中进行的,在高温鼓风的作用下,它在运动中不断进行着燃烧和气化反应,从而确保高炉上部炉料不断下降和高温还原煤气的不断产生.整个回旋区内由于焦炭和煤气的运动和焦炭的燃烧反应,物理过程和化学过程并存并且相互耦合.焦炭颗粒、煤气流之间的动量传递和二者之间的运动过程及相互作用构成了回旋区内的物理过程;同时焦炭在运动中还进行着燃烧反应,并与鼓风带进来的气流进行着质量、热量的传递.整个燃烧以及传质传热过程就构成了回旋区内的化学过程.两个过程相互影响,互相关联,气流运动通过强化混合而影响着平均化学反应速率,同时化学反应放热过程又影响着气流,回旋区正是物理过程和化学过程相互耦合作用而产生.1.2　回旋区三维数学模型目前常用的回旋区数学模型都是建立普通的物理/化学守恒方程,实际生产中,炼钢和炼铁炉中的反应、炉子和燃烧室内燃烧都是十分复杂的湍流条件下完成的.所以,基于气粒两相流和燃烧学理论,考虑气相和颗粒相的速度差别和相互作用,建立了反应回旋区多过程机理的三维综合数学模型,增强模拟效果,以利于指导工程实践.由于文中引用符号较多,特将所用符号列表如下,以助读者阅读.dΦ———风口直径,m;B———综合热鼓风的动能与在风口燃烧的焦炭流势能有关的一个参数;KΦ———回旋区长度与高度的形成参数;m0,n———从实验数据统计获得的参数;V g———每分钟鼓风量,m3/min;ρg———热风密度,kg/m3;T g———热风温度(开氏温度),K;P0,P g———标准大气压和热风压力,Pa;W,φ———鼓风中的含氧和水汽量,g/m3;C K———焦炭中的含炭量,%;D———天然气用量,m3;h———回旋区的高度,m;g———重力加速度,N/kg;<———求解变量,Γ<———传输系数;S<,S k<———气相和两相相互作用的源项; T———温度;T0=273K;u,v,w———速度分量,m/s;k,ε———湍流动能,J;湍流动能耗散率,%;ρ———密度,kg/m3;μ———动力粘性系数;τ———剪应力,N;n———颗粒数密度,n/m3;Y———质量分数,%;ω———反应率,kg/(v3・s);E———活化能,J;N———颗粒数总通量,kg/(m2・s);Q———热量,J.1.2.1　气粒两相流和焦炭燃烧的双流体-轨道模型在有反应的两相流动和燃烧的双流体-轨道模型中,颗粒数密度及速度由欧拉坐标系下的连续及动量方程组来求解.颗粒由于水分蒸发和焦炭燃烧等引起的质量和温度变化由拉氏坐标系下的常微分方程组得到.气相时平均连续、动量、能量方程组以及k,ε方程可写成如下通用形式,详细表达式见文献[5].5t(ρ<)+5x j(ρv i<)=5x j(Γ<5<x j)+S<+S k<(1)颗粒相的时平均连续及动量方程组为　28　山　东　大　学　学　报　(工　学　版)第35卷　5n k 5t+55x j(n k v kj)=-55x j(n′k v′k)(2)55t(n k v ki)+55x j(n k v kj v ki)=n k g i+1τrk[n k(v i-v ki)-n′k v′kj]+Sm k(v i-v ki)- 5x j(n k v′kj v′kj)(3)1.2.2　焦炭颗粒燃烧模型在模型中,由于水分蒸发和焦炭的燃烧引起的颗粒质量和温度变化以及颗粒的热传递由一组普通的微分方程和一系列的算术表达式来定义.颗粒的质量变化率可由以下代数式来确定【6】.m k= m w+ m h,(4) m w=πd k N uDρln1+Y ws-Y w g1-Y ws,(5)Y ws=B w exp-E wR T k,(6)m k=πd p N uDρln m s/ m k-Y sm s/ m k-Y ss,(7)m s=πd2pρY ss B s exp-ER T k,(8)m h=∑ m s,(9)对颗粒温度变化用下列拉格朗日坐标系内能量方程,计算颗粒质量和温度变化沿着颗粒的流线来进行.m k C pk d T kd t=πd2kεσ(T4-T4k)+m k C pk(T-T k)×[exp(m p C pk/(πd p N uλ))-1]-1-m w L w+m h Q c.(10) 1.2.3　焦炭颗粒质量湍流、气相燃烧和辐射传热模型由于炉内流动为弱旋流动,应用k-ε-kp2相湍流模型.颗粒雷诺应力、颗粒质量流表达式为-n′k v′k=D k 5n k5x j,(11)-v′kj v′ki=v k 5v kj5x i+5v ki5x j,(12)kp方程为5t(n k k k)+5x k(n k v k k k)=5 5x k(μpσp 5k k5x k)+G kk-n kεk(13)其中,G kk=μk5v ki5x k5v k5x i5v ki5x kμk=cμkρk k2p/|εp|εp=-1τr+m km k[(v′i v′ki-2k k)-v i-v kin kυkσk5n k5x i](14)对于挥发分及CO气相燃烧子模型应用PDF输运方程模拟模型【7】.辐射传热子模型应用离散坐标辐射传热模型(discrete2ordinate DO模型)【8】.1.3　数值解法及边界条件对气相和颗粒相方程组采用混合格式进行差分,采用p-v修正的SIMPL E算法,TDMA迭代逐行求解.将计算区域分为24×25×40个网格进行计算.为了解决计算中大数据量和计算时间的矛盾,采用不同的空间步长区分“宏观”、“微观”网格;采用不同的时间步长区分“宏观”、“微观”计算.采用冷态实验中的初始数据作为数值计算的初始条件.对气相取均匀进口条件,进口网格给定均匀速度u,v,w,T,Y S并给定K in,εin;出口取压力出流条件;壁面处气相为无滑移条件,颗粒相法向速度分量为0;其它速度分量梯度和质量浓度梯度为0.2　试验装置和测量方法为了验证回旋区三维模型,依据相似与模化理论,在一个缩小的冷态模型中采用三维激光相位多普勒分析仪(32Dimensional Laser Phase Dopper Ana2lyzer,PDA)试验测量系统对气粒两相流动作了测量.实验系统如图1所示.本试验按照相似与模化原理,把实际高炉回旋区的焦炭颗粒大小范围换算成玻璃微珠的粒径范围,用玻璃微珠来模拟焦炭颗粒的行为.本试验采用了35目(平均粒径为400～600μm)的玻璃微珠,球形度为95%,折射率为1.5,密度为2400kg/m3.每个测点采样个数为1500,采样时间限时20s. 常温、常压下的空气在大功率风机的驱动下带动颗粒发生运动.气体与颗粒的流动为强迫流动,故忽略Fr(傅鲁德)准则,采用Re(雷诺)准则、Eu(欧拉)准则来设计试验测试台,图2所示为试验中测量截面部分示意图,并利用彼此相似现象具有相同准则关系的π定理,把试验数据推广到实际中,这样既　第1期陈举华,等:高炉回旋区的机理分析及三维数值模拟29保证了试验与实际高炉回旋区的相似性又保障了试验结果的可靠性.1:出风口;2:调节阀;3:试验测试台;4:石英玻璃窗;5:接受单元;6:数据处理机;7:信号处理器;8:光电转换单元;9:激光器;10:激光分光器;11:发射单元;12:进风、进料口.图1　PDF 实验系统简图Fig.1　Sketch of PDAsystem图2　测量截面简图Fig.2　Sketch of metrical section3　冷态两相流动模拟与实验结果对照及热态模拟结果预报冷态数值模拟得到了气粒两相的速度分布.热态数值模拟得到了回旋区内温度分布、风口轴线方向上燃烧带内的温度及煤气成分分布.冷态实验得到了气粒两相的速度分布.3.1　焦炭颗粒的速度结果对照及讨论图3,图4和图5分别给出了平行和垂直风口方向以及主流方向上粒子的三维速度模拟与实验结果的对照(图中的负值与PDA 的光学性质有关).模拟和实验结果吻合良好.由图3可以看出,平行风口方向上,气体的主流速度从边缘到风口方向逐渐减小.也就是实际高炉内气流主要从回旋区的后方沿远离风口的方向向上流动,这与实际工况相符合.由图4可见垂直风口方向上,主流速度变化较大,在中心和边缘速度都较大,从中心到边缘,轴向速度逐渐减小,垂直轴向速度数值一直变化不大,但方向不断变化,这主要由于气流中的微小涡流的影响.图5是颗粒在气体主流方向的速度分布.测量点从低到高,主流速度由大变小.3.2　焦炭颗粒的速度矢量分布图6为粒子的三维速度矢量图.由图可见,越靠近风口轴线,速度越高,边缘速度迅速降低,最边缘地带速度增高是由于粒子与壁面的碰撞所致.可以看出在靠近漩涡中心的地方,气流的主运动速度梯度较大,如果这一点符合实际工况,风口的速度脉动将有助于回旋区的焦炭颗粒扩散燃烧.平行风口方向测量点(—主流速度U ;----垂直轴向速度W ;……平行轴向速度V )图3　平行风口轴向粒子三维速度分布Fig.3　32D velocity distribution of particles in the directionparallell to twyer axis垂直风口方向测量点图4　垂直风口轴向粒子三维速度分布Fig.4　32D velocity distribution of particles in the directionperpendicular to twyeraxis主流方向测量点图5　主流方向粒子三维速度分布Fig.5　32D velocity distribution of particlesin main direction　30　山　东　大　学　学　报　(工　学　版)第35卷　图6　三维粒子速度矢量分布图Fig.6　Distribution of 32D velocity vectors of paricles3.3　热态模拟结果讨论图7为计算得到的回旋区内温度大体分布,采用不同的步长后,模拟计算结果更趋合理.图8为风口轴线方向上温度和气体的分布,图中可以看到回旋区的“燃烧焦点”,这与用风口取样器从高炉燃烧带的取样数据是一致的.图7　回旋区内的温度分布示意图Fig.7　Distribution of temperaturein raceway图8　风口燃烧带的气体温度和成分变化Fig.8　The changes of gas composition and temperaturein blast ignition belt4　结论(1)分析了回旋区内的物理及化学过程,建立了高炉回旋区三维综合数学模型;(2)模拟结果给出了炉内三维气粒两相流动和焦炭燃烧多物理、化学过程的详尽信息.(3)冷态两相流动实验测量结果表明数模冷态两相流场的预报结果是合理的;热态模拟预报得到了回旋区以及燃烧带的温度分布.参考文献:[1]K AMBARA K.Dissection of blast furnace and their insidestate[J ].Tetsu 2to 2Hagane.1972,58:1023.[2]DURNOV B K.Heat and mass transfer in layer and chan 2nels[J ].Collection of Research Paper of the All 2union Sci 2entific Research Institute of Metallurgical Thermotech 2nology.1970,2:23240.[3]福武刚.高炉回旋区和炉缸工作文集[M ].北京:冶金工业出版社,1986.FU W G.Blast furnace raceway and hearth symposium [M ].Beijing :Metallurgy Industry Press ,1986.[4]秦民生,杨天钧.炼铁过程的解析与模拟[M ].北京:冶金工业出版社,1991.Q IN M S ,Y AN G T J.Analysis and simulation of pudding process[M ].Beijing :Metallurgy Industry Press ,1991.[5]ZHOU L X.Theory and modeling of turbulent gas 2particleflows and combution[M ].Beijing :Science Press ,19931[6]ZHOU L X ,L IL ,L I R X.Simulation of 32D gas 2particleflows and coal combustion in a tangentially fired furnace us 2ing a two 2fluid 2trajectory model [J ].Power Technology ,2002,125:22622331[7]SMOO T L D ,SMITH P J ,ABBAS A bust [J ].Sci and Technol ,1998,158:5223.[8]周力行.多相湍流反应流体力学[M ].北京:国防工业出版社,2002ZHOU L X.Dynamics of multiphase turbulent reactingfluid flows[M ].Beijing :National Defence Press ,2002.(编辑:陈燕)　第1期陈举华,等:高炉回旋区的机理分析及三维数值模拟31。

氧气高炉冷态模型的设计计算

氧气高炉冷态模型的设计计算氧气高炉冷态模型的设计计算是针对高炉冷态运行状态下气体流动和传热等物理过程进行建模和计算的过程。

下面将介绍相关的设计计算方法。

1. 模型建立需要建立氧气高炉冷态模型的几何结构和运行参数。

根据高炉内部的结构特点，可以将高炉分为上部炉腹和下部炉身两个部分进行建模。

2. 炉腹区域模型炉腹是高炉内部气体和固体物料的燃烧和燃烧后的煤气的主要区域。

在炉腹区域，需要考虑气体的流动和传热。

可以采用CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）方法来模拟气体的流动行为。

详细的气体流动和传热过程需要考虑燃料和空气的混合、燃烧反应、煤气的辐射传热以及固体物料的冷却等因素。

3. 炉身区域模型炉身是高炉内部气体和固体物料的主要传热区域。

在炉身区域，可以考虑气体流动和传热的简化模型。

可以采用经验公式或者简化的数学模型来计算气体和固体物料的传热过程。

确定炉壁和炉身的传热系数、炉身壁温度等参数，以及考虑气体的流动行为和温度分布。

4. 边界条件在模型设计中，需要考虑边界条件的设置。

包括高炉炉顶和炉底的气体进出口条件，炉顶和炉身的固体物料输入条件等。

根据实际情况，设置合理的边界条件。

5. 模型求解和验证建立完模型后，需要通过计算求解来得到高炉冷态运行状态下气体流动和传热等结果。

可以采用数值方法，如有限元方法、有限差分方法等，对模型进行求解。

也需要进行模型验证，将计算结果与实际运行数据进行比较和分析，提高模型的准确性和可靠性。

氧气高炉回旋区内煤粉燃烧行为的r三维数值模拟研究

氧气高炉回旋区内煤粉燃烧行为的r三维数值模拟研究吴俊明;周振峰;彭星;王静松;薛庆国【期刊名称】《有色金属科学与工程》【年(卷),期】2018(009)004【摘要】炉顶煤气循环氧气高炉是一种全新的炼铁新工艺,它可以有效提高煤比、减少CO2的排放.但是其复杂的燃烧条件将使煤粉在回旋区内的燃烧及高炉下部的行为发生很大变化.为了了解氧气高炉炼铁新工艺条件下喷吹煤粉的复杂现象,建立了一个氧气高炉条件下的氧煤枪-直吹管-风口-回旋区-焦炭床的三维数学模型,研究了氧气高炉下部的温度场、浓度场及煤粉的流动和燃烧特性.模拟结果表明,氧气高炉条件下的回旋区温度显著升高、高温区面积扩大,CO2含量提高,焦炭床内CO含量显著增加.此外,与传统高炉相比,氧气高炉回旋区表面的煤粉燃尽率增加了10.24％.【总页数】8页(P1-8)【作者】吴俊明;周振峰;彭星;王静松;薛庆国【作者单位】北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京 100083;北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京 100083;北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京 100083;北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京 100083;北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TF536【相关文献】1.高炉风口回旋区煤粉燃烧过程三维数值模拟 [J], 张丽丽;史岩彬;陈举华2.高炉焦炭回旋区内煤粉燃烧的三维数字模拟 [J],3.试验燃烧炉大量喷吹煤粉时回旋区内的燃烧行为和煤气流的变化 [J], 有山达郎;全荣4.高炉焦炭回旋区内煤粉燃烧的三维数字模拟 [J], 无5.氧气高炉回旋区内煤粉燃烧行为的三维数值模拟研究 [J], 吴俊明;周振峰;彭星;王静松;薛庆国;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高炉风口回旋区冷态实验研究

ｒａｏａｌｏｔｏｆｂａｔｏｒｔｎｏｌｔｆｒａｅｅｓｎｂｅｃｎｒｌｏｌｐａｉｆａｎｃ．ｓｅｏｂｓｕ
Ｋｅｏｄ：ｌｔｆｒａｅ；ｙｒ；ａｅｙ；ｏｄｓｔｘｅｍｅｔ；ｌｔｏｕｙＷｒｓｂａｕｎｃｔｅｅｒｃｗａｃｌ —ｔｅｅｐｒｎａｂａｌｍｅｓｕａｉｌｓｖ
ａｄｔｅｅｃａｔｒｉｆｅｃｎｔｅｓｅａｄｐｏｌｃｗｙＴｅｅｐｒｍｅｔｅｕｔｐｏｉｅｕｄｍｅｔｌａｉｒｔｅｎｈａｈｆｃｏｌｎｅｏｈｉｎｒｆｅｏｒｅａ．ｈｘｉｎａｒｓｓｒｖｄｄｆｎａｎａｓｓｆｎｕｚｉｆａｅｌｌｂｏｈ
（ｏｌｇｆｔｉｓｃｅｃｎｎｉｅｒｇＣｏｇｉｇＵｖｒｉ，ｈｎｑｎ００４，ｈｎ）ＣｌｅｏｅａｉｎｅａｄＥｇｎｅｎ，ｈｎｑｎｎｅｔＣｏｇｌｇ４０４ＣｉａｅＭａｒｌＳｉｓｙ
ＡｂｔａｔＣｌ —ｔｔｘｅｉｎａｄｌｏｅｒｃｗｙｏｌｓｒａｅｗａｕｌｂｓｄｏｅｔｅｒｍｉｒｙａｄｍｏ－ｓｒｃ：ｏｄｓａｅｅｐｒｍｅｔｌｍｏｅｆｔａｅａｆｂａｔｕｎｃｓｂｉａｅｎｔｏｙｏｓｌｉｎｄｈｆｔｈｈｆｉａｔ
Ｃｏｄ－ｔｔｐｒｍｅｔｌＲｅｅｒｈｏｈｃｗａｆＢｌｓｒａｅｌｓａｅＥｘｅｉｎｓａｃｆｔｅＲａｅｙｏａｔＦｕｎｃａ

高炉风口回旋区煤粉燃烧过程三维数值模拟

高炉风口回旋区煤粉燃烧过程三维数值模拟张丽丽;史岩彬;陈举华【期刊名称】《青岛大学学报（工程技术版）》【年(卷),期】2005(020)004【摘要】为更好地了解回旋区内气体、煤粉的各种经历效应,本文基于欧拉气相方程组、欧拉颗粒连续方程和动量方程以及拉氏颗粒能量和质量变化的方程,建立了高炉风口回旋区湍流气固两相流动和煤粉燃烧的三维数学模型.将所建模型分别对冷态模型内气粒两相流动和某企业750 m3高炉风口回旋区内的气固两相三维流动和煤粉燃烧进行了数值模拟,并采用PDA对冷态模型内气粒两相流场进行了测量,结果表明,实验结果与冷态两相流动的模拟结果基本一致,平均相对误差为11.6%;热态模拟的模拟结果与国外实验测量结果较吻合,平均相对误差约为15.8%.该模型能够较准确地预测风口回旋区内的燃烧情况,可以减少高炉操作费用,正确指导生产实践.【总页数】5页(P44-48)【作者】张丽丽;史岩彬;陈举华【作者单位】山东大学机械工程学院,山东,济南,250061;山东大学机械工程学院,山东,济南,250061;山东大学机械工程学院,山东,济南,250061【正文语种】中文【中图分类】TF538【相关文献】1.高炉风口回旋区形状和大小的三维数值模拟 [J], 林淼鑫;王秀梅;郑少波2.高炉风口回旋区煤粉燃烧量界限及喷吹位置的最佳选择 [J], 田村健二;张晶磊3.高炉风口回旋区煤粉燃烧的极限量及合理的喷吹位置 [J], 田村健二;周守则4.高炉采用氧煤燃烧器后回旋区煤粉燃烧过程的数值模拟 [J], 丘纪华;张志国;孙学信;董玉贵;张慧纯5.高炉风口煤粉及回旋区焦炭燃烧过程数学模型 [J], 张生富;温良英;白晨光;陈登福;董凌燕;欧阳奇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种高炉风口回旋区形状的检测方法

一种高炉风口回旋区形状的检测方法高炉是钢铁工业中焦炭、铁矿石和石灰石的还原和冶炼设备。

高炉风口回旋区是高炉内部的一个重要部分，其形状必须符合设计要求，这对高炉的正常运行和生产效率有很大影响。

因此，研究高炉风口回旋区形状的检测方法显得十分重要。

1.设备和准备工作首先，需要使用高精度三维激光扫描仪对高炉的回旋区进行扫描。

选择合适的扫描仪可以确保精度和速度的平衡。

在扫描前，需要对高炉进行准备工作，如清洁、涂刷反光材料等，以保证扫描效果和精度。

2.扫描开始扫描前，需要在回旋区表面标记一些特征点，以便后期对扫描数据进行处理时能够对准。

扫描时，激光扫描仪会在扫描区域内发射激光束，通过测量激光束出射和反射的时间差以及角度等信息，得到回旋区表面的三维坐标数据。

将多个扫描位置的数据进行融合可得到整个回旋区的三维模型。

3.数据处理得到三维模型后，需要进行切面分析，对模型进行切割，得到多个不同角度的切面图像。

这可以通过专业的三维软件进行。

在切割过程中，需要对每个切面标记坐标轴以及特征点。

4.分析得到了多个切面后，需要进行分析。

首先，需要对切面进行测量，测量每个切面上回旋区的宽度、长度、高度等参数。

然后，需要对参数进行比较和对比，与设计图进行对照，看是否符合要求。

5.结果最后，在完成测量和对比后，需要把结果记录下来。

如果回旋区的形状符合要求，就可以进入下一步工序。

如果不符合，需要进行相应的修复和调整。

总的来说，通过三维扫描技术可以有效地检测高炉风口回旋区的形状。

该方法可以高效地获取三维数据，而且准确度高，具有较高的实用价值。

利用CFX对高炉回旋区的模拟研究

基金项目:山东省科学技术发展计划项目(012050107)收稿日期:2007-04-03　修回日期:2007-04-11 第25卷　第4期计　算　机　仿　真2008年4月文章编号:1006-9348(2008)04-0301-04利用CFX 对高炉回旋区的模拟研究郭术义　孙志强(华北水利水电学院机械学院,河南郑州450011)摘要:高炉回旋区是高炉的重要组成部分,其内部的物理化学状态严重影响到高炉的冶炼状况。

利用计算流体力学软件CFX 对回旋区内存在的焦炭热解、焦炭燃烧、焦炭颗粒的轨道运动以及气体湍流等过程进行了数值模拟。

数值模拟结果表明:回旋区内,气流呈双涡旋分布,焦炭粒子数为1000时,在水平面内CO 气体的峰值浓度约为2714%;模拟高炉的煤气流分布的基本规律为中心气流弱,边缘气流强,与大量高炉操作实践相吻合;高炉回旋区的CFX 数值模拟结果与高炉实验结果趋势基本一致,为进一步研究高炉回旋区和指导高炉操作提供了有意义的探索。

关键词:高炉;回旋区;数值模拟中图分类号:TF53611 文献标识码:BS im ul a ti on of Bl a st Furnace Raceway by Usi n g CFX SoftwareG UO Shu -yi,S UN Zhi -qiang(North China I nstitute of W ater Conservancy and Electric Power,Zhengzhou Henan 450011,China )ABSTRACT:The raceway is one of the most i m portant parts of the blast furnace (BF ).The physical and che m ical state of the race way has great influence on the BF s melting .I n this article,the s oft w are CFX,one of Computati onal Fluid Dyna m ics s oft w are,has been app lied t o comp lete the nu merical res oluti on of the p r ocessing of coke pyr ogena 2ti on,coke burning,coke traject ory move ment,and air turbulence .T wo eddy fl ows have been found in the BF race 2way .The maxi m u m concentrati on of CO is about 2714%under the conditi on of 1000coke particles .The distributi on rule of the gas fl ow is that the gas fl ow is tiny in the center of BF and the gas fl ow is str ong in the BF fringe .This is in accord with l ots BF operati ons .The results of the nu merical res oluti on are basically in accord with the BF experi 2ment results .It p r ovided a significative app r oach f or the further study on BF race way and guidance f or BF operati on .KE YWO R D S:B last furnace;Raceway;Nu merical si m ulati on1　引言高炉炼铁同其它能源、化工、交通、航空航天等产业的许多设备一样,都涉及到大量复杂的流体问题。

高炉风口回旋区形状和大小的三维数值模拟

【摘要】采用连续方法研究了回旋区的形成过程及风速对其形状和大小的影响。使用欧
拉模型计算气固两相的质量和动量守恒方程，使用Ｒｅａｌｉｚａｂｌｅｋ－ｅ（ｅ为湍流耗散率）模型计算湍
流流动，使用标准壁面函数处理近壁区域，模拟了回旋区的形成与稳定的过程，比较了不同的风
【ＫｅｙＷｏｒｄｓ】ＢｌａｓｔＦｕｒｎａｃｅ，Ｒａｃｅｗａｙ，ＳｈａｐｅａｎｄＳｉｚｅ，ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ
风口回旋区的形状和大小会直接影响高炉内部煤气的一次分布，研究风口回旋区的形状大小对回旋区形状大小的影响。此外文献［３］研究整
ｉｎｌｕｆｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇａｓｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓｏｎｔｈｅｓｈａｐｅａｎｄｓｉｚｅｏｆｔｈｅｃａｖｉｔｙｗａｓｐｅｆｏｒｒｍｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔ
ＬｉｎＭｉａｏｘｉｎ‘ ＷａｎｇＸｉｕｍｅｉＺｈｅｎｇＳｈａｏｂｏ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００７２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００７２，Ｃｈｉｎａ）

氧气高炉冷态模型的设计计算

氧气高炉冷态模型的设计计算全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：氧气高炉是一种新型的高炉冶炼技术，其特点是采用氧气替代传统的空气作为氧化剂。

相比传统高炉，氧气高炉的冶炼过程更加高效，能耗更低，对环境的影响也更小。

本文将介绍氧气高炉的冷态模型设计计算过程。

一、氧气高炉的冷态模型设计1. 设计目标氧气高炉的冷态模型设计的目标是确定高炉在停炉状态下的各种参数，包括高炉结构尺寸、炉缸形状、冷却设备等。

这些参数的确定将直接影响高炉的热工性能和结构强度。

2. 设计步骤（1）确定高炉结构尺寸：根据生产需求和矿石成分，确定高炉的内径和高度，以及炉身、炉缸、炉喉等部分的结构尺寸。

（2）确定炉缸形状：炉缸是高炉的关键部件之一，其形状直接影响高炉的冷却效果。

通过数值模拟和实验数据分析，确定炉缸的形状参数。

（3）确定冷却设备：高炉在冷态下需要通过冷却设备来降低温度，避免炉体受热损坏。

确定适合的冷却设备类型和布置方式。

3. 设计依据氧气高炉的冷态模型设计需要依据高炉的热力学性能、热传导特性、材料强度等多个方面的参数。

同时还需要考虑工艺要求和安全性。

1. 热力学模型氧气高炉在冷态下的热力学模型需要考虑高炉内的温度分布、热传导和对流等因素。

通过数值模拟和实验测试，得到高炉在停炉状态下的热力学特性。

2. 结构强度计算高炉在冷态下需要承受自身重力和温度应力的影响，因此其结构强度是设计中的重要考量因素。

通过有限元分析等方法，计算高炉在冷态下的结构强度，确定各部位的最大应力和变形情况。

3. 冷却设备设计计算冷却设备的设计计算需要考虑高炉的热量散失速率、冷却介质的流动特性、冷却效果等因素。

通过数值模拟和实验测试，确定最佳的冷却设备布置方式和工作参数。

三、总结氧气高炉的冷态模型设计计算是高炉设计中的重要环节。

通过对高炉结构、热力学特性和冷却设备等方面的设计计算，可以确保高炉在冷态下的安全性和稳定性。

随着氧气高炉技术的不断发展和应用，其冷态模型设计计算将会变得越来越重要，有助于提高高炉的生产效率和设备寿命。

氧气高炉冷态模型的设计计算

氧气高炉冷态模型的设计计算【摘要】本文基于氧气高炉的冷态模型的设计计算展开研究。

在概述了氧气高炉冷态模型设计的背景及意义。

接着在首先介绍了热态模型设计和冷态模型设计的方法，然后详细讨论了参数计算的过程，并进行了模型验证和结果分析。

最后在结论部分对设计计算进行总结，并展望了未来研究方向。

本文的研究对提高氧气高炉效率，减少能耗具有重要意义，为相关领域的研究提供了参考和借鉴。

【关键词】氧气高炉、冷态模型、设计计算、热态模型、参数计算、模型验证、结果分析、设计计算总结、展望未来研究、研究意义1. 引言1.1 概述氧气高炉是冶金工业中的重要设备，用于将铁矿石转化为熔融铁。

在高炉操作过程中，炉内气体流动、热传导等物理过程非常复杂，需要建立精确的数学模型来描述和预测。

本文旨在设计和计算氧气高炉的冷态模型，以便更好地理解和控制高炉的运行。

氧气高炉的冷态模型是在高炉停止冶炼时建立的，用于模拟和分析高炉内各种参数的变化。

通过对高炉冷态进行模拟，可以验证热态模型的准确性，为高炉的操作优化提供依据。

本文将详细介绍氧气高炉冷态模型的设计过程，包括模型参数的选择、计算方法和验证手段。

通过对氧气高炉冷态模型的设计和计算，我们可以更好地理解高炉内部各种物理过程的影响，为高炉操作的控制和优化提供科学依据。

希望本文能够为氧气高炉的进一步研究和应用提供有益的参考。

1.2 研究意义氧气高炉是钢铁生产中重要的设备之一，对其冷态模型进行设计计算具有重要的意义。

通过建立氧气高炉冷态模型，可以帮助工程师更好地了解高炉内部的冷却结构，预测设备的运行情况，为维护保养提供可靠的依据。

冷态模型设计计算可以帮助优化高炉的结构设计，提高炉的使用效率和生产能力，在钢铁生产过程中具有重要的经济意义。

通过对冷态模型的参数计算和验证，可以为高炉的安全运行和优化管理提供科学依据，减少事故发生的可能性，保障生产的安全和稳定。

对氧气高炉冷态模型的设计计算研究具有重要的理论和实践意义，对促进钢铁生产的发展和提高生产效率具有重要意义。

氧气高炉冷态模型的设计计算

氧气高炉冷态模型的设计计算一、引言氧气高炉是一种采用氧气作为氧化剂的冶炼设备，其特点是能够高效率地冶炼铁矿石，同时大大降低了废气排放。

为了更好地优化氧气高炉的工艺参数和操作控制，需要建立模型对其进行设计计算。

本文将以氧气高炉的冷态模型为例，介绍其设计计算的方法和步骤。

二、氧气高炉冷态模型的建立冷态模型是指在高炉停用状态下，根据高炉的结构、热工参数等建立的模拟计算模型。

冷态模型的建立可以帮助我们更好地了解高炉的热力学特性和结构特点，为进一步的设计计算提供基础数据和参数。

1. 高炉结构模型首先需要建立高炉的结构模型，包括高炉本体、炼铁受热炉、鼓风机、煤气发生炉等。

通过对高炉内部的结构和布局进行分析，可以建立出高炉的三维结构模型。

2. 热力学参数模型在建立了高炉的结构模型后，需要对高炉内部的热力学参数进行模拟计算。

这些参数包括高炉内部的温度分布、气体流动速度、煤气成分等。

通过对这些参数的计算和模拟，可以得到高炉冷态下的热力学特性。

3. 热量平衡模型建立高炉的热量平衡模型是冷态模型中的重要步骤。

通过对高炉内部的热量输入和输出进行计算，可以得到高炉的冷态热量平衡情况。

这有助于我们了解高炉在不同工况下的热量分布和传递情况。

在建立了冷态模型后，我们可以进行设计计算来优化高炉的工艺参数和操作控制。

1. 热力学特性分析2. 结构优化和改进根据冷态模型的分析结果，我们可以对高炉的结构进行优化和改进。

例如可以调整高炉内部的结构布局，以提高煤气和氧气的混合效率；可以改进高炉的内部散热结构，以提高高炉的散热效果。

3. 工艺参数优化通过对高炉的冷态模型进行设计计算，我们可以优化高炉的工艺参数，以提高高炉的生产效率和节能效果。

例如可以优化高炉的煤气发生炉操作参数，以提高煤气的产量和质量；可以优化高炉的鼓风机操作参数，以提高鼓风的效率和稳定性。

氧气高炉冷态模型的设计计算

氧气高炉冷态模型的设计计算一、引言氧气高炉是一种新型的冶炼设备，采用氧气代替空气作为氧化剂，从而提高了炉内温度，加快了矿石还原反应速度，使炉渣质量得到提高，实现了高效、低能耗的冶炼过程。

氧气高炉的冷态模型设计计算十分重要，可以帮助冶炼工程师们更好地了解炉内温度、炉料的运行情况，从而提高冶炼的效率和质量。

本文将对氧气高炉冷态模型的设计计算进行探讨，希望可以为相关工程师提供一些参考和借鉴。

二、氧气高炉的冷态模型设计1. 炉料结构设计氧气高炉的冷态模型设计需要考虑炉料的结构和配料情况。

炉料的结构包括铁矿石（主要是铁矿石和焦炭）和炉渣，而配料情况包括炉料的比例和分布。

在设计计算时，需要考虑炉料的堆放方式、密实度、与炉壁的接触情况等因素，以确定炉料的整体结构和性质。

2. 炉内温度计算在氧气高炉的冷态模型设计中，炉内温度是一个关键参数。

炉内温度的计算可以通过热力学方程和传热传质方程进行模拟和预测。

根据炉料的物性参数和炉内气体的流动情况，可以计算得到炉内的温度分布和变化趋势，进而对冶炼过程进行优化和控制。

3. 炉料还原反应计算氧气高炉的冷态模型设计还需要考虑炉料的还原反应情况。

炉料的还原反应可以通过理论计算和实验测试相结合的方式来确定，这样可以更准确地了解冶炼过程中的化学反应机理和动力学特性，为炉内气体流动和炉料还原提供依据。

4. 炉渣特性计算氧气高炉的冷态模型设计计算还需要考虑炉渣的特性。

炉渣在冶炼过程中起到了重要的作用，其化学成分、物理性质和流动性对冶炼的效率和质量有重要影响。

需要对炉渣的形成机理和特性进行深入研究，为炉内冶炼过程提供依据和支持。

1. 意义氧气高炉冷态模型设计计算可以帮助工程师们更好地了解炉内的温度、气体流动、炉料还原等情况，从而优化冶炼过程，提高冶炼的效率和质量。

还可以为炉内热工艺参数的控制和调节提供科学依据，降低生产成本，提高能源利用率。

2. 挑战氧气高炉冷态模型设计计算也面临一些挑战，包括炉料的物性参数和热力学参数的准确性、炉内气体流动和化学反应机理的复杂性、炉渣的形成和流动特性的难以预测等问题。

高炉风口回旋区系统的模拟

高炉风口回旋区系统的模拟
M.Helle;郭天永
【期刊名称】《鞍钢技术》
【年(卷),期】2007(000)003
【摘要】因为鼓风是预热、还原和熔化铁矿石所需要的热气体的来源,所以鼓风在各风口均匀分配是高炉顺行的重要前提.而回旋区产生的热气流在高炉边缘分布不必均匀.为了研究和分析风口参数和边界条件变化的影响,开发了一种用于风口回旋区系统的模型,对风量、风压、风口直径和喷吹还原剂的燃烧率等变量进行了研究.同时还开发了一种用于实时跟踪风口情况变化的模型在线版本.
【总页数】4页(P51-54)
【作者】M.Helle;郭天永
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TF3
【相关文献】
1.高炉风口回旋区测温成像在线监测系统研究与应用 [J], 杨友松;郝忠平;廉华;马祥;梁荣利;姚胜利;赵世龙;崔大福
2.高炉风口回旋区煤粉燃烧过程三维数值模拟 [J], 张丽丽;史岩彬;陈举华
3.高炉风口回旋区形状和大小的三维数值模拟 [J], 林淼鑫;王秀梅;郑少波
4.采用风口测量枪微波反射方法分析高炉风口回旋区的形成 [J], 松井善之;山口恭
弘;沢山宗悦;北野真治;畏井伸之;今井隆;白静
5.高炉喷吹焦炉煤气风口回旋区的数学模拟 [J], 郭同来;柳政根;储满生
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回转窑多通道燃烧器冷态模化试验研究与数值模拟的开题报告

回转窑多通道燃烧器冷态模化试验研究与数值模拟的开题报告题目：回转窑多通道燃烧器冷态模化试验研究与数值模拟一、选题的背景和意义回转窑作为水泥工业中的主要设备，在生产中不可或缺，是熟料生产的重要设备之一。

现代回转窑大都采用多通道燃烧器，其燃烧效率和能耗是影响回转窑生产率和成本的关键因素。

在回转窑生产中，冷态模拟试验和数值模拟技术是提高燃烧效率、降低能耗的有效手段。

二、研究目的和内容本研究旨在通过对回转窑多通道燃烧器的冷态模型试验和数值模拟研究，探讨燃烧器结构对燃烧效率和能耗的影响。

具体研究内容包括：1. 构建回转窑多通道燃烧器冷态模拟试验系统，测试燃烧器在不同工况下的气体流动特性、温度分布等参数。

2. 基于计算流体力学（CFD）方法，建立回转窑多通道燃烧器的数值模型，模拟不同工况下的气体流动、温度分布等情况，分析燃烧器结构对燃烧效率和能耗的影响。

3. 通过与实际生产数据对比，验证模拟结果的准确性，并提出优化方案，为回转窑燃烧器的优化设计提供参考。

三、研究方法和技术路线1. 构建冷态模拟试验系统，采集气体流动、温度分布等参数。

2. 基于ANSYS Fluent软件，建立回转窑多通道燃烧器的数值模型，模拟不同工况下的气体流动、温度分布等情况。

3. 对比模拟结果和实测数据，验证数值模拟的准确性。

4. 在准确模拟燃烧器性能的基础上，进行优化设计，提出改善燃烧效率和降低能耗的方案。

四、研究进度安排1. 前期调研和文献资料搜集，时间安排：2周。

2. 构建冷态模型试验系统，时间安排：4周。

3. 建立数值模型，进行数值模拟研究，时间安排：8周。

4. 对比模拟结果和实测数据，验证模拟的准确性，时间安排：2周。

5. 提出燃烧器优化设计方案，时间安排：4周。

6. 完善研究报告，撰写论文，时间安排：4周。

五、存在的问题和解决对策1. 数据采集：对试验系统和数据采集设备进行调试和优化，确保准确采集数据。

2. 模型建立：对于较为复杂的燃烧器结构，需要对模型进行加密和简化，以提高计算效率。

高炉风口回旋区测温及成像在线监控系统的研究与应用1[1]

高炉风口回旋区测温及成像在线监控系统一、高炉风口回旋区测温和成像检测的作用意义近年来，国内外冶炼工作者对高炉风口回旋区工况监控技术的研究与开发非常重视。

高炉风口回旋区工作状态，对高炉的冶炼过程起着极其重要的作用。

在高炉炼铁过程中，高炉风口燃烧带的大小、形状、焦炭运动的状况以及粉焦的堆积行为，对炉料的下降和料柱的透气、透液性有显著的影响，它决定了高炉煤气的一次分布，反映了焦炭的燃烧状态，直接影响着软熔带的形状和位臵，是炉况顺行的基础，对高炉的正常生产有很大的影响。

因为入炉焦炭，从高炉炉顶装入炉内后到达风口回旋区后，与鼓进的热风进行烧灼，产生煤气上升，所以要求炉缸各个风口回旋区烧灼均匀，保证上升的煤气流分布均匀。

但是有时炉况不好，炉缸风口回旋区烧灼不均匀，个别风口回旋区有生料、塌料出现，破坏了高炉冶炼顺行。

所以要同时了解掌握各个风口燃烧温度和烧灼状态后，利用高炉上下部调节手段，保证高炉冶炼顺行。

另外高炉风口小套凸出到炉内，前端近2000o C的高温，而且工作环境极其恶劣，风口小套易破损。

若风口小套漏水，将导致燃料比升高、炉凉、损坏炉缸耐火材料，同时风口小套漏水，会导致风口爆炸等重大事故。

而炉缸热源主要来自风口燃烧带，燃烧带的温度，在一定条件下决定了炉缸的温度，对整个高炉的传热、传质、还原、脱硫以及生铁成份，均起重大影响。

高炉炼铁生产现场环境温度高，约为60o C -120o C，目前普遍采用的是人工利用肉眼窥视方法，由于风口较多，查询一次时间长，且不能保证连续观察，还常有误判出现，因而难以得到及时、准确的炉内状况信息，这给高炉稳定生产带来极大影响。

实现在线连续测温、成像及辅助人工巡视三位一体监控高炉风口的工作情况，使高炉操作者能更方便、更及时地获取并记录炉内信息，从而对喷煤及高炉内部情况进行有效的分析和预测，利用高炉上下调节手段，使风口异常在萌芽状态就得到有效的处理，减少高炉由于风口故障、喷煤故障造成非正常减风和休风，进而对提高高炉产量，增强高炉的安全生产，使高炉生产进一步实现科学化、自动化、人性化的管理。