试谈蓄热热风炉热工过程模拟与特性学术

摘要：热风炉是加热高炉鼓风的装置,是高炉炼铁生产历程中的重要设备之一,其主要任务是稳定且持续向高炉提供高温热风。蓄热室是整个热风炉进行热量交换的唯一场所,蓄热室内的格砖是热风炉进行热交换的载体,可见格砖蓄放热效率的高低直接影响到热风温度的高低和热风炉的热效率,格砖的换热面积、材质、密度以及蓄热体的形状都对风温产生一定的影响。由此,对热风炉蓄热室热工历程的浅析及蓄热室热工特性对风温的影响浅析就显得尤为重要。针对热风炉蓄热室传热的特点,首先浅析了热风炉蓄热室内的传热历程,并借助FLUENT软件分别对湍流模型、组分模型及辐射模型进行了设置。其次为了浅析单个格孔所制约的格砖与流体之间的传热历程,建立了蓄热室传热历程求解的简化模型,同时对热风炉蓄热室的单孔道模型进行历程模拟。最后以格砖的物性参数和几何参数等出发,通过转变格砖物性参数的大小以及格砖的几何尺寸来浅析蓄热室热工特性对风温的影响,以而为热风炉蓄热室的格子砖的设计提供可靠的依据和改善的方向。探讨工作表明：燃烧期烟气的最高出口温度模拟结果与实际烟气最高出口温度的相对误差为3.14%；送风期模拟的热风平均温度与实际热风平均温度的相对误差为1.37%,以而验证了模型的正确性并为后期对蓄热室热工特性的浅析所建立的模型奠定了基础。通过对蓄热室热工特性的模拟结果浅析得到蓄热体导热系数、密度和比热容对热风炉换热效率都有一定的影响。三者越大送风温度的温降速率越大,风温越低也越不稳定。比较浅析了五孔、七孔、十九孔三种不同几何参数的格子砖的换热情况。十九孔砖的热风温度最高,供热和热交换能力最强,蓄热室热效率最高。由此可见,利用FLUENT软件可以有效的对热风炉的传热历程及其在不同蓄热室热工参数下的工作情况进行模拟,模拟结果可以为热风炉及蓄热室格子砖的设计提供了可靠依据。关键词：热风炉论文蓄热室论文FLUENT论文特性论文历程模拟论文

摘要5-7

Abstract7-9

目录9-12

第1章 绪论12-24

1.1 前言12

1.2 蓄热室热风炉12-16

1.2.1 热风炉进展历程12-13

1.2.2 热风炉分类13-16

1.3 蓄热体16-20

1.3.1 蓄热体分类16-20

1.3.2 蓄热体的换热原理20

1.4 蓄热室探讨策略20-22

1.4.1 蓄热室热交换论述21

1.4.2 剖析法和数值法21-22

1.5 主要探讨内容22-24

1.5.1 探讨目的22

1.5.2 探讨内容22-24

第2章 热风炉蓄热室传热历程浅析与FULENT求解设置24-33

2.1 热风炉蓄热室传热历程浅析24

2.2 FLUENT软件模型介绍及设置24-32

2.2.1 FLUENT介绍24-26

2.2.2 FLUENT求解设置26-32

2.3 本章小结32-33

第3章 热风炉蓄热室单孔道简化模型的传热历程浅析33-51

3.1 模型检测设33-39

3.1.1 物理模型36-37

3.1.2 数学模型37-39

3.2 边界条件和初始条件39-40

3.2.1 边界条件39-40

3.2.2 初始条件40

3.3 网格划分和FLUENT求解40-49

3.3.1 网格划分40-41

3.3.2 设置边界41

3.3.3 FLUENT求解41-49

3.4 模拟结果讨论49-50

3.5 本章小结50-51

第4章 蓄热室热工特性对风温的影响与浅析51-63

4.1 模型检测设51

4.2 格砖物性参数的影响与浅析51-58

4.2.1 导热系数的影响与浅析52-54

4.2.2 格砖密度的影响与浅析54-56

4.2.3 格砖热容的影响与浅析56-58

4.3 格砖几何参数的影响与浅析58-62

4.3.1 网格划分58-59

4.3.2 模拟结果与浅析59-62

4.4 本章小结62-63

第5章 结论63-64