火焰长度可调式燃烧器的数值模拟

对一种火焰长度可调式燃烧器的燃烧过程建立了数学物理模型,以Fluent63为平台,采用数值模拟的方法研究了热负荷及中心燃料流量与燃料总流量之比β对燃烧室内温度分布和火焰长度的影响.结果表明:改变外围燃气与中心燃气之间的流量比,能够在热负荷不变条件下,实现对燃烧室内温度场和火焰长度的调整.在同一热负荷条件下,燃烧室内的温度场和最高温度都依β而变.随β的增大,燃烧室内的前部高温区逐渐缩小,后部高温区逐渐增大并前移.当β小于05时,火焰长度随β的增大而缩短,而当β大于05时,火焰长度随β的增大而增长,β等于05时,火焰长度最短.     

湍流模型对结晶器内流场数值模拟结果的影响

以Fluent 6.3为计算平台,采用数值模拟的方法研究了5种常用湍流模型对电磁制动下连铸板坯结晶器内钢液流动计算结果的影响,并与水模型和实测结果进行了对比.结果表明:标准κ-ε和低雷诺数κ-ε模型的计算结果与实际流场较为接近,而重整化群κ-ε和剪切应力输运κ-ω模型与实际流场相差较远.不同湍流模型计算得到的弯月面形状...     

自然循环汽化冷却系统水-水引射的行为

以Fluent 6.3为计算平台,采用数值模拟的方法对一种加热炉自然循环汽化冷却启动引射新技术——水-水引射的引射行为进行了系统研究,探讨了引射管管径、出入口直径比和喷射流量等参数对冷却回路循环流速和引射管附近冷却回路局部阻损系数的影响.研究结果表明,管内流场符合受限等温直流引射射流的一般规律.当引射管管径不变时,冷却回路中的循环流速随引射流量的增加而增大,随引射管出入口直径比的增大而减小;当引射流量及引射管出入口直径比不变时,冷却回路中的循环流速随着引射管管径的增大而减小.从引射效果和减小回路阻损的角度来看,缩口型引射管优于扩口型引射管.     

连续铸造复合轧辊结晶器流场的数值模拟

采用湍流两方程模型,对连续铸造复合轧辊组合结晶器内钢液的流场进行了数值模拟研究,分析了拉坯速度及浇注倾角等工艺参数对组合结晶器内钢液流场的影响.结果表明:钢液进入组合结晶器后分为三个流股,其中的两个流股对称地沿周向流动的同时向上反卷,在组合结晶器的上部形成两个对称的漩涡;另一个流股沿周向流动的同时向下流动,最终以几乎相等的流速流出结晶器.涡心位置随着拉坯速度的增大而下移,同一拉坯速度下,漩涡涡心在浇注倾角为60°左右时最低.在相同的拉坯速度下,随着浇注倾角的增大,钢液流股的穿透深度也随之增大.浇注倾角为15°时,钢液对辊芯的冲刷速度较大,而浇注倾角为90°时,钢液对辊芯的冲刷速度较小.     

炭素回转窑产量影响因素的实验研究

建立了回转窑实验装置,通过冷态实验研究了回转窑转速、斜度、内径、窑尾挡料圈高度等操作参数和结构参数对物料停留时间及回转窑产量的影响.结果表明,当转速小于4 r/min时,物料停留时间缩短程度显著,高于4 r/min时,缩短趋势平缓;随着窑斜度和窑尾挡料圈高度的增加,物料停留时间同样缩短;窑产量随着转速、斜度和窑尾挡料圈高度的增加而增大;当转速小于3 r/min时,窑产量增幅明显,高于3 r/min时,窑产量的增加程度降低;随着窑尾挡料圈高度的增加,窑产量增加显著;同时加料管的安装位置对回转窑的产量也有较大的影响.     

Ω形阶梯径向流变压吸附床制氧特性的数值模拟

为了提高PSA制氧设备的性能，设计了一种Ω形阶梯径向流吸附床.以Fluent 16.0为计算平台，采用数值模拟的方法研究了该吸附床的流场、浓度场、制氧特性和床层穿透时间等参数的变化规律，并与传统的Π形径向流吸附床进行了比较.结果表明:在同样条件下，与Π形床相比，Ω形阶梯径向流吸附床的穿透时间显著延长，流动不均匀区显著缩小；Ω形阶梯径向流吸附床成品气O₂的摩尔分数可达91.8%，Π形床仅为87.1%.在吸附阶段，两种吸附床内O₂的高摩尔分数区外形存在明显差异，Ω形阶梯径向流吸附床内O₂的高摩尔分数区以近圆杯状向前推进，Π形床则以长圆锥状向前推进.     

耦合液化天然气压力能的CCHP系统构建及优化

提出了一种耦合液化天然气压力能的新型冷-热-电联供(CCHP,combined cooling,heating and power)系统.以西安某工业园为研究对象,采用单纯形算法,以经济性最优为目标函数对系统的运行参数进行了优化,分析了电上网政策对设备出力和系统性能的影响,并以能效、火用效和单位产能CO₂排放量作为评价指标,对该系统进行了综合评价.结果表明,与常规CCHP系统相比,该新型系统的年费用和单位产能CO₂排放量可分别减少2.9×10⁶元和29.82g/(kW·h),一次能源利用率和火用效率可分别提高4.05%和0.44%.     

全幅一段电磁制动与立式电磁制动技术模拟研究

以ANSYS14.5和FLUNET6.3为计算平台,针对全幅一段电磁制动技术和立式电磁制动技术,模拟计算了电磁制动过程结晶器内磁感应强度和流场分布.计算结果表明:全幅一段电磁制动和立式电磁制动技术在钢液中可以产生恒定有效磁场,磁感应强度主要集中于磁极覆盖区域,能够对钢液主射流起到控制作用,促进非金属夹杂物和气泡的上浮分离从而提高铸坯的纯净度;立式电磁制动能够更好地控制钢液主射流冲击铸坯窄面后的上升流,更加有效地稳定自由液面波动,克服了全幅一段电磁制动对上升流控制不力的缺点;全幅一段电磁制动对下降流控制稍好,但从整体制动效果上看,立式电磁制动技术更好,具有较全面并且良好的冶金效果.     

阳极焙烧传热和热应力的数值模拟

建立了阳极焙烧的三维传热和热应力模型,以现场测定的升温曲线为边界条件,对阳极的升温过程和热应力的变化情况进行了数值模拟.结果表明:阳极内的热应力随温度梯度同步变化,其最大温度梯度和热应力与焙烧时间成抛物线关系.进入中温加热阶段时,阳极在宽度方向上具有最大的断面温差和最大的温度梯度,热应力也达到最大值.焙烧过程中,阳极宽度方向上的传热热流密度远大于长度和高度方向上的传热热流密度,两者相差大于一个数量级.     

热轧带钢高速钢复合轧辊非稳态温度场的数值模拟

在考虑轧辊空转、周向传热、摩擦热、变形热、轧辊和轧件之间传热系数的变化、轧辊物性参数随温度的变化以及轧件在轧制过程中的温降等因素基础上,对1 700 mm热轧带钢R3和F3机架工作辊的非稳态温度场进行数值模拟。研究结果表明:辊内温度变化剧烈区域的深度仅几mm,随深度的增加,温度的变化幅度迅速减小,极值出现的位置逐渐后移;轧辊中心横截面上的温度外高内低,工作层的径向温度梯度远大于辊芯的径向温度梯度;随轧钢数量的增加,温度曲线逐渐上移;沿辊身长度方向,中间温度高,两头温度低;在纯轧阶段,R3机架工作辊的吸热量和散热量比F3机架的小,而间隙阶段的散热量比F3机架的大。