电渣重熔结晶器复合传热模型

针对电渣重熔结晶器内钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水体系中的复杂传热过程,根据钢锭和渣皮的热缩性、炉渣和气隙的分布等将结晶器传热现象分为5种模式,基于结晶器轴向温度梯度最大原则划定各传热模式间的界限.综合5种传热模式的传热方式建立关于钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面间复合传热过程的统一数学模型.利用电渣重熔结晶器多点连续测温系统,将测得的温度值作为边界条件,得出电渣重熔系统中钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面的温度和沿径向传递的热流量.利用计算的结果分析该复杂传热体系中5种传热模式径向温度变化的规律.     

电渣重熔过程中金属熔池形状的数学模拟

本文利用了前人关于熔滴在渣池中行为的研究成果和渣池中有关传热规律的实验资料,确定了渣池一金属熔池界面上的边界条件,通过实验确定了输入功率与熔化速度的关系,建立了包括有金属熔池、两相区,凝周锭在内的电渣锭温度场的数学模型,经数值计算,得到6种不同熔化速度的熔池形状,与实验进行比较,其结果令人满意。     

挂渣铸铁冷却壁水管形状优化研究

采用ABAQUS有限元软件,结合热态试验数据计算分析铸铁冷却壁冷却水管形状对冷却壁热表面渣皮厚度的影响.计算结果表明:冷却水管截面面积相同的情况下,当水管的短轴与长轴之比为0.2时,渣皮的厚度增加6.4%.综合考虑传热、冷却水阻力等因素,计算得出:把圆管做成面积相同的长短轴之比为0.45-0.55的椭圆管,不仅对铸铁冷却壁起到最好的保护效果,而且减少了水流量,这对于高炉的节能、降耗、长寿具有指导意义.     

连铸保护渣物质组成对其结晶性能影响的研究进展

针对传热与润滑两者之间的矛盾,不同钢种对保护渣及渣膜性能的要求不同,适宜的保护渣物质组成是熔渣结晶和渣膜形成的关键,因此,掌握各组分对结晶性能的影响规律,可以设计出保护渣合理的物质组成,实现控制渣膜结构以满足不同钢种对润滑与传热的要求.主要综述了保护渣中各物质组成对结晶温度、析晶速率、结晶矿相及结晶率等性能影响的研究成果,并指出了目前研究的局限性,同时就继续深入研究保护渣物质组成及渣膜的结晶性能提出了几点建议.     

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     

保护渣性能对结晶器内传热的影响

在实验室模拟研究了结晶器内酸性保护渣的传热情况。结果表明：增加保护渣的粘度、提高保护渣的凝固温度，结晶器与坯壳之间渣膜的传热系数和热流密度都减小而热阻增加，通过调整保护渣的性能，可调节渣膜的传热系数，使其适应连铸坯生产的要求。     

工业生产条件下连续热镀锌锅中锌渣扩散的数值模拟

基于欧拉-拉格朗日方法的离散相模型,针对锌液体外循环系统下连续热镀锌锅中三种不同类型的锌渣,利用数值模拟的方法计算锌锅中锌渣的浓度差分布。分析锌渣扩散得到了锌渣在带钢表面及锌锅中的运动轨迹和分布规律。结果表明：锌渣在带钢上的沉积率随着锌渣粒度的减小而升高;由于锌渣密度的差异,当锌渣直径小于80μm时,沉积率从高到低依次为悬浮渣、面渣和底渣。面渣在带钢出口后侧区域的平均停留时间最长,在该位置设置抽锌管将有利于面渣的去除;在V形区内侧区域带钢上的悬浮渣质量浓度最高,对带钢影响最大;底渣主要运动区域为锌锅底部,基本不会黏附于带钢表面,对带钢质量影响最小。     

电渣重熔系统渣池发热分布的数学模型

根据电磁场理论,建立了计算电渣重熔系统渣池电位分布和局部发热密度分布的数学模型。通过实验确定了模型参数。计算结果与前人的实测结果基本吻合。在上述基础上,考察了渣成分及电参数对渣池发热分布的影响。     

浅谈宝兰客专某弃渣场的稳定性

查明渣场区工程地质条件,根据推测的滑动面及渣体沿原地面滑动的稳定性进行分析,为防灾、减灾提供科学依据。根据现场调查及计算结果,对渣场现状存在的问题及可能存在安全隐患提出相应的工程措施建议。     

真空脱气过程中钢水温降的理论分析

为了研究真空脱气过程中影响钢水温降的主要因素,从而找到对应的措施控制钢水温降,对VD过程的传热模式和传热机理进行了分析,根据国内某厂的实际情况,结合数值模拟方法分别得到了烘烤过程和LF加热过程中钢包温度场的变化,以LF结束时的温度值作为初始值对VD过程的温度场进行了模拟。根据模拟结果分别计算了渣面和钢水裸露面的热辐射、钢包衬蓄热、包壁和包底的传导散热和氩气吸热等因素造成的钢水散热量,对其影响程度进行了评估。通过计算发现,渣面、钢水裸露面的热辐射和包衬蓄热是造成VD过程钢水温降的主要因素,分别根据各个因素的影响特点提出了控制钢水温降的具体措施。     

模卡式拼装节能墙体的保温性能

模卡式拼装节能墙体采用条形榫卯砌块拼装式施工方法,可以拼装成各种尺寸的内隔墙和非承重墙.将其看成两向非均质围护结构计算其平均热阻,利用平壁稳定传热的基本理论计算其传热系数,最后对其保温层的经济厚度进行了讨论.计算分析表明,模卡式拼装节能墙体传热系数仅为0.689 W/(m2.K),远低于其他常用墙体,具有良好的节能效果.墙体的聚苯板厚度采用0.08 m时,能取得最佳经济指标,墙体的传热系数仅为0.400 W/(m2.K).     

裂隙岩体流热耦合的三维有限元模型

利用传热学和渗流理论,建立了深部裂隙地层流热耦合传热的三维数学模型。采用渗流和导热微分方程描述了裂隙岩体渗流场分布和水流及岩体的温度场分布,结合边界条件及计算参数对裂隙岩体的流固耦合传热进行了数值模拟。数值模拟结果表明:岩体内裂隙水流所引发的热质迁移,对裂隙岩体的温度场分布有重要影响。断裂带及地下水流的存在改变了岩体的原有温度场分布。模型揭示了岩体与裂隙水流之间发生的对流换热现象,模拟了岩体内的温度场分布,实现了由点向场的转变。模拟结果与实际情况相吻合,表明采用该方法研究裂隙岩体的流固耦合传热是可行的。     

精密玻壳模具冷却器的流动传热模拟

基于相似理论建立了玻壳模具冷却器的流动传热模型。流动采用固定平行平板间的间隙流动模型,换热采用赛特和塔特的换热模型,并通过进一步推导获得了最终计算方案。最后通过程序实现计算出冷却水的流量场、速度场、换热系数场等的分布,为玻壳模具温度场的数值模拟提供了必需的边界条件。     

聚酯反应器的流动特性与传热的研究

EG/PTA酯化反应大多在带导流筒换热器的搅拌槽内进行 ,搅拌槽的传热特性是影响酯化的重要因素。本实验在直径为 0.5m带导流筒的搅拌槽内 ,使用 5叶CBY螺旋桨 ,以水为物系 ,分别测量了在常温下及沸腾前后搅拌槽的功率准数和循环流量准数 ,研究了沸腾对这两个准数的影响。测量了沸腾状态下酯化反应搅拌槽内的总传热系数并回归得到了换热器管内外传热膜系数的关联式。所得到的传热关联式可以为相似构件的搅拌反应器的设计和优化提供参考。     

熔渣黏度的模型估算研究

单纯的实验测定已无法满足对熔渣黏度数据的实际需求,利用D.Sichen和S.Seetharaman等人的黏度模型和熔渣的正规溶液(RS)模型理论,建立了熔渣组元吉布斯黏流活化能、吉布斯混合自由能以及组成与熔渣黏度的函数关系,即熔渣黏度估算模型.并估算、测量了CaF2-CaO,Al2O3-CaO两个体系渣样的黏度.结果表明:对于CaF2-CaO渣系,黏度测量值与修正模型估算值吻合很好;对于Al2O3-CaO渣系,模型估算值与黏度测量值基本吻合,但在共晶点组成渣样的模型估算值与实际测量值吻合得更好.     

矿渣-钢渣-石膏体系早期水化反应中的协同作用

研究了矿渣-钢渣-石膏体系在水化早期的反应过程,侧重于分析单独变量条件下早期水化产物的种类、产生时间、相对产生量和微观形貌.结果表明:石膏和钢渣都可以激发矿渣水化,在矿渣-钢渣-石膏胶凝材料体系的早期水化过程中,矿渣、钢渣及石膏能够产生以生成钙矾石为驱动力的协同作用,主要水化产物是钙矾石和C-S-H凝胶.钢渣及钢渣与石膏混合物的极早期水化速度很快,对调节矿渣-钢渣-石膏胶凝材料体系的凝结时间具有重要意义.     

传热系数分离的优化及其误差的逆

本文根据传热原理和误差理论,应用优化方法,在换热面二侧的放热具有确定准则形式的前提下,无论二侧放热系数相对比值的大小,可以不测壁温,只要实测冷热流体的进出口温度及流量,即可以从传热系数中分离出二侧的放热系数并给出二相应的准则方程;同时对准则方程的误差及准则方程中各待定常数的误差分别作出相应且偏于安全的估计。     

铁水扒渣检测系统的研究与实现

铁水扒渣检测系统是一套基于机器视觉的扒渣评级系统,其主要作用是采用高分辨率摄像器观察铁水罐中实时情况,通过工控机采集成像,分析图像中铁渣的厚度和范围,并对照评级工艺条件评判出扒渣的等级。本系统提高在线扒渣等级评判的自动化水平,降低工人经验判别不稳定因素的影响,实现工人的劳动保护。     

Dust direct radiative effects on the earth-atmosphere system over east Asia: Early spring cooling and late spring warming

Focusing on three dust storms occurring in spring 2001,we developed a detailed aerosol parameterization scheme and integrated it in a radiative transfer model to characterize possible impacts of solar altitude angle on dust direct radiative effects over China desert regions and the North Pacific,using actual daily solar altitude angles.Increasing solar altitude angle from early spring (or winter) to late spring (or summer) leads to increase of positive clear sky radiative forcing,and decrease of negative radiative forcing due to dust aerosols at the top of the atmosphere.Because solar altitude angle increases from early to late spring,dust-clear sky radiative forcing may change from negative to positive at the top of atmosphere,showing a change from cooling to heating of the earth-atmosphere system over high-albedo deserts and nearby regions.Over low-albedo ocean negative clear sky radiative forcing by dust may decrease,suggesting a change from strong to weak cooling on the earth-atmosphere system.The impacts of solar altitude angle on cloudy sky radiative forcing due to dust are similar to those of clear sky.Impacts of low cloud on dust radiative forcing are the same as increasing surface albedo.This causes the transition of dust cooling effects into heating effects over deserts to occur earlier,and causes decrease of negative radiative forcing over the ocean and even cause a change from weak negative radiative forcing to weak positive forcing over local areas.Even in the same East Asian desert regions and nearby areas,the strength and sign of the radiative forcings depend on storm dates and thus solar altitude angle.The nearer to early spring (or winter) a dust storm occurs,the easier it leads to negative radiative forcing at the top of atmosphere,which indicates cooling effects on the earth-atmosphere system.In contrast,the nearer to late spring (or summer) a dust storm occurs,the easier it leads to positive radiative forcing at the top of atmosphere,showing heating effects.Over East Asian deserts and nearby regions,dust layers may be regarded as cooling sources in early spring (winter) and warming sources in late spring (summer).     

转炉造渣的声纳监控方法

基于声学原理所研制的转炉造渣监控系统为转炉冶炼提供了有效手段，在实际应用中取得了良好的冶金效果，通过采集炉内音强信息，该系统能自动设置炉渣喷溅和返干预警线及最佳化渣区域，并显示枪位和副原料加入情况等，以指导工人操作，该系统能提前５～１０ｓ预报喷溅和返干，其预报命中率分别为８６．７％和９４．６％，另外，该系统还有预报熔池含磷量的功能。