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蓄热式加热炉炉内热工特性分析和优化研究

李鹏

  蓄热式加热炉作为高温空气燃烧技术在冶金工业炉窑上的应用,是燃烧学和热工领域的一项重要技术革新,相对于传统炉型,其在节能和环保上的巨大优势,使其从一开始问世就受到炉窑领域专业人士的广泛关注。研究蓄热式加热炉炉内的热工特性对于进一步发展蓄热式燃烧技术的理论和应用具有重要意义。 虽然蓄热式加热炉有很多优点,但是在实际应用中,逐渐暴露出在设计、研发和操作上的诸多不成熟及不合理之处,产量达不到规定要求,炉子操作工况十分恶劣。本文以鞍钢一炼钢厂蓄热式加热炉为例,通过理论基础分析、现场热工测试、数值模拟实验和优化设计研究等多种方法,对蓄热式加热炉从实践到理论再到实践进行彻底剖析,从而完成对蓄热式燃烧技术的改良。 本文的主要研究内容包括: (1)对某实验炉进行数值模拟,利用其实验结果对所建模型求解的准确性进行验证,进而分析在双蓄热式加热炉中,气流的绝对速度、相对速度以及喷口夹角对炉内温度分布、速度矢量分布和气氛的影响。 (2)通过对鞍钢一炼钢厂蓄热式加热炉进行热工测试分析,找出其所存在的问题及造成这些问题的原因,在此基础上提出具体的解决措施。 (3)在推导烧嘴口径优化设计方程和蓄热室优化设计算法的基础上,采用Visual Basic6.0语言,并结合Access2003,采用模块化结构,开发了一套蓄热式推钢加热炉初步设计软件,完成对鞍钢一炼钢厂蓄热式推钢加热炉的初步设计,并提出改造中具体采用的技术措施和总体改造方案。 (4)利用正交实验法对加热炉的部分结构参数和操作参数进行优化分析,得到最优工况,并通过对最优工况下加热炉的稳态与非稳态数值求解验证所建物理模型的可适用性和VB模块化编程设计的合理与准确性,同时得到换向后炉内的流场、温度场和压力场随时问的变化情况,为有效解决由于蓄热式加热炉换向而带来的炉压波动等问题提供理论参考依据。……   
[关键词]:蓄热式加热炉;扩散燃烧;数值模拟;优化设计;正交实验法
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:东北大学2011年
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