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.     

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.     

长坑均热炉内流场的研究——物理与数学模拟

以数学和物理模型的方法对长坑均热炉内的流动场进行了研究。根据中国的实际生产条件,提出了提升烟道口的改进方案。模拟实验表明:新方案可以提高炉膛下部的压力,使炉长方向压力分布趋于均匀。并有可能改善炉内的热交换条件,实现钢锭的均匀加热。     

炉内辐射传热的网络法分析

本文将辐射换热的网络法运用于锅炉的炉内传热计算,从而简捷地导出了炉内传热的基方本程及炉膛黑度的定义式,並对其物理概念进行了阐述。     

利用离散传递法求解三维辐射换热

本文利用离散传递法计算了三维密闭立方体及锅炉炉膛内的辐射换热过程.分别与经典区域法的计算结果和试验测试结果进行了比较.结果表明,对三维密闭立方体来讲,本文的计算结果已接近区域法的计算结果,炉内换热的计算结果也和试验结果在定性上基本一致.     

电站煤粉锅炉炉膛对流换热的分析

分析了电站煤粉锅炉炉膛的流场分布,提出了主要随燃烧方式和燃烧器布置方式而变化的炉内对流换热模型．以四角切圆燃烧方式为例,按此换热模型进行了炉内对流换热计算．结果表明,对于１０００ｔ／ｈ以上大型锅炉的炉内传热计算宜考虑对流换热．     

两段式气流床煤气化炉内熔渣壁面沉积数值模拟

为了研究我国自主研发的两段式干煤粉气流床气化炉内熔渣壁面沉积规律,对该气化炉进行了三维数值模拟.在合理假设的基础上,建立了基于Eulerian-Lagrangian模拟方法的炉内湍流多相反应流动模型,采用Realizable k-ε模型计算炉内气相湍流流场,应用颗粒轨道模型随机追踪煤粉颗粒在湍流气流中的运动与壁面沉积过程.通过数值计算获得了炉内气相流场、煤粉颗粒运动轨迹及其浓度分布,以及熔渣颗粒在炉膛壁面上的沉积率分布,揭示了该炉型内熔渣颗粒壁面沉积特性,并分析了不同进料方式对熔渣壁面沉积的影响规律.结果表明:两喷嘴对置进料使得熔渣主要沉积在喷嘴高度处两喷嘴之间的壁面上;四喷嘴对置进料使得一段壁面熔渣沉积率高于两喷嘴进料时的熔渣沉积率,且沉积率在圆周上的分布更加均匀,有利于形成均匀渣层对壁面进行有效保护;四喷嘴切圆进料使得炉内几乎所有熔渣颗粒都沉积在炉膛壁面上,且停留时间较短.     

箱式电热炉温场分析与模拟

文章利用热辐射原理,采用热平衡法对箱式电热炉炉内温场进行了分析与模拟,计算中将发热硅碳棒分解为无数微元发热面与烧结制品进行辐射换热,依据辐射强度定律,计算了硅碳棒对烧结品辐射的能量,同时,考虑了炉膛内壁对烧结制品的影响;通过对表面间辐射角系数的计算,进而得出炉膛内壁对烧结品辐射的能量;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分布,可使结构设计更加合理,进而可以获得分布均匀的炉内温场。     

金属冲击加热过程传热机构的研究

本文采用热态试验和数学模拟的方法,研究了金属板坯在快速冲击加热炉内被射流冲击加热时的内外部传热机构。结果表明炉内的热交换主要集中在炉膛下部并以对流换热为主,在传给金属的热量中,对流换热量可高达80％。研究还发现了冲击加热后期出现金属向炉膛的反向辐射这一新的传热特征,反向辐射出现的时间主要取决于对流传热率的大小。     

蓄热式加热炉效率分析及影响因素

针对蓄热燃烧技术的运用和烟气在炉内的流动过程及系统的传热方式的特点,本文建立1种燃烧有效热效率、炉膛有效热效率、热回收效率与总热效率之间新的计算式,并对其中的各种影响因素进行了分析,其分析结果对炉型设计、热效率计算、技术改造等起到指导作用.     

炉壁散热对辐射给热的影响

通过理论推导,给出其间充满辐射性气体的任意两平行平面的辐射热交换公式,以此为出发点论证了高温火焰炉炉壁对辐射给热的影响;并通过实例计算证明所得结论是正确的。     

Monte Carlo法与段法相结合的火焰炉传热数学模型

在分析比较了 Monte Carlo 法和段法各自优缺点的基础上,发展了 MonteCarlo 法与段法相结合的火焰炉传热数学模型。用Monte Carlo 法计算全交换面积;推导了长方体分段时空间能束传播方向的角度变换公式;以实验炉的具体条件建立了炉内传热模型,在模型中考虑了炉气回流及炉内析热场。模型计算结果与实验结果吻合较好。本模型克服了 Monte Carlo 法与段法各自的缺点,是简化段法并保持其精确性的一种新途径。     

泛函分析在炉子最优控制中的应用

阐述了炉子最优控制中确定目标函数的困难，在于炉膛换热在模型中被充分简化，从而使真实目标与保留参量脱耦。提出以炉膛和被加热热金属两部分的简化能量平衡式构成目标函数，并以变分法导出可求目标极值的微分方程。     

竖炉散料层热交换公式的简化计算及应用讨论

在竖炉内散料层的逆流换热系统中存在这样一个炉气与炉料温度实际相等的区域，据炉气与炉料水当量的变化特征，本文在Ｂ．Ｈ基塔耶夫建立的逆流换热模型公式的基础上、整理出更为简单，清晰的竖炉散料层热交换的简化计算式，并进行了应用讨论。     

总括热吸收率的基本辨识

加热炉二级控制系统通常采用总括热吸收率法作为核心模型,而总括热吸收率既是结构参数的函数,也是操作参数的函数,因此其辨识较为困难.以宝钢2050热轧厂3号加热炉进行的拖偶实验为例,详细阐述了基本辨识的过程.对实验数据进行整理,并采用表面温度梯度法反演CF.推导了CF基本辨识体系的完整表达式,同时对辨识结果进行必要的分析.反演过程中发现,当采样点较多时,反演的钢坯表面热流呈振荡趋势,这是采样周期与测量系统的分辨率不匹配所导致的.由基本辨识的sCF曲线可知,当钢坯静止时,在同一位置处CF值是变化的,这证实了CF动态补偿的必要性.     

火焰炉热交换模型—区域法的改进

本文针对区域法(或称“段法”)在建立火焰炉热交换数学模型的实际计算中存在计算层次太多、占计算机内存太大的缺点,提出了“炉段假想面”区域法。用该法对一座逆流燃油加热炉及一座顺逆流燃油加热炉进行了预示计算。在预示计算中,应用Dunkle提出的几何平均射线行程计算辐射直接交换面积。非线性的区域能量方程组的求解采用Broyden方法。计算结果表明“炉段假想面”区域法比传统的区域法具有计算简单、收敛速度快、占计算机内存少等优点,而且计算精度较高。     

加热炉热电偶的分布研究

本文主要讲述了加热炉内热电偶的位置的不同对一级控制和二级计算的影响。其中在二级加热炉内炉气、炉墙、板坯表面换热计算中采用了三温度点模型。     

HTAC技术应用于火筒式油田加热炉的热工特性实验研究

将高温低氧燃烧技术(High Temperature Air Combustion,简称HTAC)应用于火筒式油田加热炉,解决其炉膛换热面受热不均的问题,并对HTAC技术在火筒式油田加热炉上应用相关的热工特性进行了实验研究。结果表明：采用烟气再循环方式可有效实现高温低氧燃烧,且将氧浓度控制在10%-13%范围内较为适宜;采用HTAC技术后,加热炉炉膛内不存在明显的局部高温区,炉膛周向和轴向换热的均匀性均大幅改善;当加热炉负荷降低至额定负荷的60%以下时,炉内轴向换热的均匀性明显恶化,但周向换热的均匀性基本不受影响。     

高炉上部区域热交换的数学分析

讨论了高炉上部区域的热交换。建立了传热方程,通过求解,得到了高炉上部区域炉料温度和煤气温度随时间变化的关系式,并说明其用途。