高爐煤氣熱風(fēng)爐數(shù)值計算及研究

【摘要】： 本文采用目前在流體力學(xué)模擬方面應(yīng)用最為廣泛的FLUNET軟件對開發(fā)的直接燃燒式熱風(fēng)爐中高爐煤氣和助燃空氣在預(yù)燃器和燃燒室中流動、混合與燃燒過程進(jìn)行數(shù)值模擬，通過對模擬結(jié)果的分析和驗(yàn)證，最終得出以下結(jié)論： (1)在FLUNET軟件模擬高爐煤氣在熱風(fēng)爐混合燃燒過程中，選用標(biāo)準(zhǔn)κ—ε湍流模型、非預(yù)混合燃燒模型和DO輻射模型初步驗(yàn)證是可行的； (2)熱風(fēng)爐中燃燒器與燃燒室內(nèi)氣體的壓降為3800Pa。熱風(fēng)爐內(nèi)的壓力損失主要集中在預(yù)燃器中，燃燒室中的壓力變化較??；高爐煤氣和助燃空氣進(jìn)入預(yù)燃器后相互混合，切向進(jìn)入燃燒室，進(jìn)行順時針流動，外側(cè)切向速度較高； (3)燃燒室內(nèi)氣體最高溫度出現(xiàn)在入口附近，在Z軸上，由于熱風(fēng)爐調(diào)溫段低溫配風(fēng)區(qū)的存在，溫度隨著高度的增加的而降低，預(yù)燃器中氣體平均溫度達(dá)到1250K左右，局部達(dá)到1400～1500K。 (4)高爐煤氣和助燃空氣在預(yù)燃器中并沒有得到充分混合，助燃空氣和高爐煤氣在進(jìn)入燃燒室時才得到進(jìn)一步的混合，在燃燒室中心區(qū)域，氣體混合較為充分，燃燒反應(yīng)相應(yīng)比較充分。 (5)在結(jié)構(gòu)空間允許的情況下，增大高爐煤氣分配管管徑，能夠保持燃燒器較高溫度。 【關(guān)鍵詞】：高爐煤氣 數(shù)值計算 預(yù)燃器 熱風(fēng)爐
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TF578.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 直接燃燒式熱風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)及研究設(shè)計現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 熱風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)10-11
• 1.2.2 高爐煤氣11-12
• 1.2.3 熱風(fēng)爐的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 燃燒室數(shù)值模擬的發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 數(shù)值模擬燃燒理論的進(jìn)展13-14
• 1.3.2 燃燒室數(shù)值模擬的現(xiàn)狀14-15
• 1.4 課題的研究目的及內(nèi)容15-16
• 2 熱風(fēng)爐數(shù)值模擬方法及數(shù)學(xué)物理模型16-26
• 2.1 燃燒基本理論16-18
• 2.1.1 化學(xué)反應(yīng)和燃燒機(jī)理16
• 2.1.2 反應(yīng)流基本控制方程16-18
• 2.2 燃燒反應(yīng)模型18-19
• 2.2.1 非預(yù)混反應(yīng)模型18
• 2.2.2 非預(yù)混反應(yīng)模型的混合分?jǐn)?shù)及輸運(yùn)方程18-19
• 2.3 湍流流動理論19-21
• 2.4 導(dǎo)熱與對流21
• 2.5 輻射模型21-26
• 2.5.1 DO輻射模型22-23
• 2.5.2 角度的離散和象點(diǎn)處理23-24
• 2.5.3 壁面邊界條件處理24-26
• 3 高爐煤氣熱風(fēng)爐燃燒室三維模型的建立26-31
• 3.1 引言26
• 3.2 幾何模型26-29
• 3.3 計算模型29
• 3.4 非預(yù)混合模型預(yù)處理29-31
• 4 高爐煤氣熱風(fēng)爐燃燒室三維數(shù)值模擬結(jié)果分析31-50
• 4.1 模擬內(nèi)容31
• 4.2 結(jié)果驗(yàn)證31-32
• 4.3 燃燒模擬結(jié)果分析32-41
• 4.3.1 壓力分析32-33
• 4.3.2 預(yù)燃器內(nèi)速度分析33-35
• 4.3.3 燃燒室內(nèi)速度分析35-37
• 4.3.4 流線分布37-38
• 4.3.5 溫度分布38-40
• 4.3.6 高爐煤氣成分分布40-41
• 4.4 不同參數(shù)的結(jié)果與分析41-50
• 4.4.1 管徑不同41-45
• 4.4.2 空氣過剩系數(shù)不同45-50
• 5 結(jié)論與展望50-52
• 5.1 結(jié)論50-51
• 5.2 問題與展望51-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-54

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