电热隧道窑温场分析与模拟

利用热辐射原理,采用热平衡法对电热隧道窑的高温恒温区温场进行了分析和模拟.计算中将发热棒分解为无数微元发热面与烧结体进行热交换,依据辐射强度定律,建立了烧结体接收能量的数学模型,并用计算机进行了模拟计算.结果表明,依据模拟结果来优化硅碳棒的排布,可使结构设计更加合理,进而可以获得分布均匀的恒温区温场.计算结果已在窑炉设计中应用,实践效果良好.     

EIR低温辐射炉温场均匀性分析及其微机测控系统

根据辐射换热理论，对电加热远红外线低温辐射固化炉内的温场均匀性进行了分析，提出 调整ＩＲ元件的空发布及辐射改善均匀性的措施，并提出一种模拟工件表面温度的测量方法，进而组成了温场控制的微机系统。     

一种辐射传热混合模拟方法

采用Monte-Carlo法与热流法相结合的一种混合模拟方法进行三维封闭空腔内参与性介质的辐射传热计算,分析了炉膛内比热流参数的分布规律,并将计算温度场与区域法、热流法计算结果进行了比较.分析表明,该混合模拟方法计算结果合理,精度好,效率高,是一种很有工程应用价值的炉内辐射传热计算方法.     

考虑辐射强度沿截面方向减弱的炉内传热公式

分析了以2个平行平面辐射换热公式作为蒸汽锅炉炉内火焰对四周水冷壁进行辐射传热计算的基本公式,该式是在炉膛截面各处温度相同、从炉膛中心到四周水冷壁平面不发生辐射强度任何减弱的前提下获得的,因此,计算偏差在所难免.假设炉膛为横截面积和高度与近似矩形立方体的炉膛横截面积和高度相同的当量圆柱体,以辐射强度沿射线行程变化的能量方程,推导出一维(横截面的径向)的辐射能在从炉膛中心向四周壁面传递时因火焰介质的吸收、自身辐射和散射作用造成的辐射强度的减弱,并在此基础上推导出考虑了辐射能沿截面方向从炉膛中心向四周壁面减弱后的炉内辐射传热公式.分析了所得公式的特点和适用性.所提出的公式和现有某些计算方法,对大型煤粉电站锅炉燃用含灰量不同的3种典型烟煤时分别进行了炉膛出口烟温的计算,并进行了比较,分析了这些方法存在的不足.     

硬质合金烧结-热等静压炉的优化

建立了硬质合金烧结-热等静压炉内传热的三维非稳态数值仿真模型,对炉内的温度场进行仿真与优化。提出分段仿真方法,即在真空加热阶段采用层流模型和S2S辐射模型,在低压和高压氩气加热阶段采用k-ε湍流模型和DTRM辐射模型。结果表明:仿真结果与实验结果相吻合;石墨筒内温度分布不均匀,其主要原因是石墨舟和烧结制品布置方式以及石墨筒结构的不合理。实验中提出优化措施,使烧结制品表面温度偏差在真空阶段减小约10 K,在气体加热阶段减小到±7 K以内,从而可提高烧结质量。     

加热炉内炉气的发射率和吸收率研究

区别了加热炉内炉气对炉壁及其对钢坯的平均射线行程,给出计算炉气对炉壁及其对钢坯的平均射线行程的简化表达式,并应用Gauss-Laguerre积分公式计算上述平均射线行程.考虑加热炉内炉气的非灰辐射特性,指出三元辐射体系(炉气-炉壁-钢坯)中炉气存在2种发射率和6种吸收率.以某轧钢厂的一座步进梁式加热炉为例,采用Leckner级数式模拟各炉段上炉膛炉气的发射率和吸收率.结果表明,对加热炉内炉气的发射率和吸收率进行上述的区别处理是必要的,为准确求解炉膛内的辐射热交换创造了条件.     

烧结点火炉温度场的模拟

为降低烧结点火炉能耗,寻找优化点火炉点火过程的关键因素,采用计算流体软件Fluent对其进行数值模拟,得到点火炉内温度场分布、压力场分布、速度场分布和组分分布,分析了它们之间的相互影响和作用。结果表明:烧嘴间的回旋区将高温气体卷吸到火焰根部,进行强烈的能量和质量交换,是维持稳定燃烧的关键。用热工测试数据的对比分析,可为点火炉的改造提供理论参考。     

下部绝热炉膛炉内传热计算方法探讨

根据炉内辐射换热的基本原理,分析了组装水管锅炉采用下部绝热炉膛后对炉内火焰温度沿高度变化规律的影响,提出了考虑下部绝热炉膛影响的炉内传热计算方法.并以实例计算验证.     

隐式迭代方法求解颗粒能量方程

设计了一种隐式迭代方法求解颗粒能量方程,采用离散坐标方法计算炉膛内的辐射传热,完整地考虑颗粒能量方程中的辐射项.与常规差分方法的对比表明: 采用隐式迭代方法可以稳定颗粒相的计算,加速颗粒能量方程的收敛速度.为了考察颗粒辐射项对燃烧模拟的影响,分析了计入颗粒辐射项前后颗粒燃烧过程和全场燃烧模拟结果的差别.结果表明: 计入颗粒辐射项后,颗粒的燃尽时间增长,颗粒辐射份额在颗粒燃尽后占颗粒整体传热的50%左右;炉膛火焰峰面等高温区气相温度有所上升,屏区和低温壁面附近的气相温度有所下降. 实验对比表明考虑辐射项后,使得模拟结果向实验值趋近.     

600MW超临界锅炉变煤种运行特性分析

针对某600 MW超临界锅炉由于改烧煤种而导致的问题,先后进行了煤的热重分析实验、对不同工况下的炉内过程进行数值模拟以及计算制粉系统性能,研究表明实际燃煤反应初期快速着火燃烧的能力较差,稳定燃烧和充分燃尽的性能也较差;炉内过程数值模拟显示所提出的燃烧调整方案有助于提高炉膛上部的烟温,利于提高再热汽温;煤质参数变化导致了磨煤机出力的下降,建议对磨煤机进行改造,以适应锅炉出力需求。     

多热源合成SiC热源数目判定模型

多热源合成SiC冶炼炉炉体尺寸大,一次性生产原材料消耗大,用实验手段难以预测给定条件下的热源数目等参数。通过对冶炼炉温度场的数学分析及数值模拟,以合成SiC温区断面面积比率最大为原则,提出了多热源合成SiC热源数目的判定模型,给出了实例,并通过工业实例对模型进行了验证。热源数目的预测,可以为SiC工业生产提供理论指导。     

Purity of SiC powders fabricated by coat-mix

Silicon carbide powders were synthesized by the coat-mix process, with phenolic resin and silicon powders as starting materials. The effects of synthetic conditions, including sintering temperature and the molar ratio of resin-derived carbon to silicon on the composition and the purity of the resultant powders were investigated. The results show that a higher sintering temperature and an appropriate molar ratio of resin-derived carbon to silicon are favorable for producing high purity silicon carbide powders. It is found that the silicon carbide content increases slightly with increasing the sintering temperature during the solid-solid reaction. The temperature gradient plays an important role on this trend. When the sintering temperature is raised up to 1500℃, the formation of silicon earbide is based on the liquid-solid reaction, and high purity (99.8wt%) silicon carbide powders can easily be obtained. It can also be found that the optimum molar ratio of resin-derived carbon to silicon is 1:1.     

多热源合成SiC传热规律

对多热源合成SiC冶炼炉的温度场进行了数值模拟,研究了冶炼炉内的温度分布、热流强度以及温度梯度的动态变化规律,揭示了多热源合成SiC的传热传质规律.研究表明,由于多热源之间的屏蔽作用与热能叠加作用,导致多热源合成SiC技术比Acheson单热源炉的单炉产量提高48.1%,特、一级品率提高30%,节能10%以上,并且杜绝了单热源生产中频繁喷炉事故,使生产更安全.     

热处理配火炉微机温度控制系统

本文讨论并设计了多级升温保温微机控制系统的硬软件。在过程量输出通道上采用了SCR过零触发器。用软件实现了温度实时显示,采样控制以及工艺曲线的控制功能。     

氧热法电石生产气流床反应器性能的数值模拟

针对氧热法电石生产工艺中气流床反应器内的燃烧放热和电石生成的吸放热耦合体系,建立了包含传质、传热和反应的多相反应器模型,基于模拟重点考察了反应器几何参数和操作条件对器内传递和反应性能的影响。结果表明：(1)气体通过气流床中的预热段、扩大段时,温度达到1000K以上,反应段的局部温度达到3000K以上,可以满足原料预热和电石合成需要的温度;(2)焦炭的粒度增大,其火焰中心位置下移,可以更好地为底部电石合成反应提供热量;但是焦炭的粒度增大,气体出口温度变大,能量没有得到充分利用;(3)适宜焦炭粒度为120μm,对合成电石和减小能耗有利。     

SiC冶炼炉温度场的有限元分析及其ANSYS模拟研究

采用有限元分析方法对Acheson炉内温度场进行研究 ,进而采用ANSYS数值模拟软件对冶炼炉内温度分布进行模拟 ,得到了冶炼炉内温度分布的模拟图 ,分析了炉内的温度分布规律及其对SiC的生成和产率的影响 ,并提出了扩大SiC生成温度区域的措施     

封闭漫射灰腔内辐射模型的应用

在满足计算精度的基础上,提出计算量相对较小的高温燃烧室辐射传热模型,可供工程实际应用．模型以高温传热中辐射占主导地位为前提,引入封闭漫射灰腔内辐射理论,将辐射换热空间离散成有限个独立封闭换热灰体腔,在灰体腔内部进行辐射计算,灰体腔之间的辐射换热通过假想面进行．辐射全交换面积仍然采用区域法的积分思想,但是只计算封闭灰腔内部各单元的交换面积及相邻区域对假想面的交换面积,因此计算量相对区域法小得多．模型采用能量平衡方法,直接建立热源、吸收性介质及吸热物质之间的函数关系．实例计算结果表明,该模型能真实反映加热炉燃烧室内的传热效果,计算机时少,并能预报燃耗及生产率变化对加热质量的影响     

新能源硅产业碳化硅切割废料回收利用研究进展

 随着硅片需求量迅速增加,其在切割过程中使用切割液形成了大量的切割废液.对新能源硅产业生产切割技术概况、碳化硅切割废料在线回收工艺和离线回收工艺进行论述.重点介绍切割废液离线回收工艺中的物理法和化学法及研究展望.结果表明,国内外对切割废液的回收利用从单一回收碳化硅到综合回收碳化硅、聚乙二醇和硅已成为发展的趋势.切割废液的离线回收工艺中物理法具有能耗小、工艺简单、设备造价低和易于工业化等优点.其中选择有效的捕收剂利用泡沫浮选技术分离方法,操作简单,分离效率高,具有潜在应用价值,是当前研究重点.化学法通过原料的转化,在制得新产品同时回收碳化硅物料,物料回收纯度高,具有一定的潜力,需要作进一步研究.     

微波加热与常规加热硅锰粉固相脱硅动力学比较

采用微波加热和常规加热对硅锰粉和巴西粉锰的脱硅反应进行了动力学行为研究,以巴西粉锰为脱硅剂,与硅锰粉中的硅发生氧化还原反应.微波加热和常规加热分别加热到不同温度并保温一定时间,测定产物中硅含量并计算固相脱硅反应的表观活化能.实验表明:单一和混合料均可在微波场中快速升温.随着温度的升高和保温时间的延长,两种加热方式脱硅率均随之提高,在相同实验条件下,微波加热的脱硅率和反应速率均高于常规加热,微波加热可以提高固相脱硅率;微波加热固相脱硅反应的限制性环节为扩散环节,其表观活化能为102.93 kJ·mol-1,常规加热脱硅反应的表观活化能为180 kJ·mol-1,说明微波加热能改善固相脱硅的动力学条件,提高固相脱硅反应速率,降低脱硅反应的活化能.