毕业论文答辩PPT演示 20页

'干熄焦炉内固-气流动及传热数值模拟答辩人：专业班级：材控学号:指导老师：教授 主要内容1、干熄焦技术介绍2、研究现状3、选题的意义4、研究方案5、模拟结果与分析6、结论与展望 1.1干熄焦技术简介干熄焦工艺流程图 1.2干熄焦工艺的优点干法熄焦相对于湿法熄焦具有三大优点：（1）吸收80%左右的红焦热量，节约能源；（2）改善焦炭的质量；（3）改善环境，减少污染。同时干法熄焦也存在着设备复杂、一次性投资和运行费用较高等问题。 2、干熄焦内流动及传热数值模拟研究现状研究人员研究方法及成果存在不足前苏联前苏联设计院采用实验中确定的经验关系式来计算气体压降和熄焦时间，从而确定干熄炉的尺寸均未能考虑干熄焦炉横截面上气流的偏析、焦粒下降速度的不均匀性和焦炭粒度分布不均的影响Grishchenko等提出了一维传热数学模型，并建立了温度控制方程，得到干熄炉高度方向温度分布情况日本Yuto等借鉴高炉的成功经验，采用钟型布料器布料，明显改善了焦炭粒度的均匀性这些模型都假定焦炭为球体，与实际中干熄炉内焦炭形状不规则的情况相差较大Katalka等利用多孔介质理论，建立二维传热模型，分别得到焦炭和气体的传热方程国内孔宁、温治等建立了一维数学模型进行仿真计算，最终得到了最佳的气料比也未能解决焦炭下降速度分布不均和焦炭粒径大小不一等问题冯妍卉等通过模拟，得到了循环气体与焦炭之间的平均换热系数和局部换热系数刘华飞、张欣欣等基于多孔介质理论，建立了二维数学模型，得到干熄炉内速度、温度、压力分布规律 3、选题的意义我国干熄焦技术同日本、德国等国家还有一定差距，加大对干熄焦技术的研究对我国钢铁事业的发展有重大意义。现实中进行换热实验研究成本较高，模拟仿真可以降低实验成本。根据前人的研究，数值模拟已经体现出了其可行性和准确性。因此，数值模拟作为一种新的研究方法必将得到进一步的发展。 4、研究方案以某钢厂140t/h干熄焦装置为研究对象，开展以下工作：（1）建立物理数学模型；（2）基于Fluent软件中的多孔介质模型，借助于UDS和UDF对Fluent进行二次开发；（3）模拟并分析温度场、速度场、压力场；（4)调整入口风温和风速，找到最佳工作参数。 干熄焦炉几何模型（a）炉壳（b）炉膛流体域干熄焦炉的三维几何模型 FLUENT14.5操作界面 5、模拟结果及分析（1）速度场分析（2）温度场分析（3）压力场分析（4）气体入口温度对换热的影响（5）气体入口速度对换热的影响 （1）速度场模拟结果（a）炉内速度分布情况（b）截面z=0处速度分布干熄焦炉内速度分布云图 速度场分析分析炉内速度分布图可知：（1）绝大多数气体在斜道附近速度方向发生改变，通过斜道进入循环气道最终排出，少量气体进入预存室；（2）气体进入冷却室后速度比较均匀，进入斜道后明显增快，越靠近气体总出口气体的速度越大；（3）气体在冷却室周边的速度比中心稍快，在预存室内速度几乎为零。 （2）温度场模拟结果（a）截面z=0气体温度分布（b）截面z=0气体温度分布干熄焦炉内温度分布云图 温度场分析（1）在冷却室的同一位置，焦炭和气体的温度恒不相等，并且焦炭的温度恒大于气体的温度；（2）冷却室内周边的换热效果比中心的效果好；（3）气体出口处温度在1083K以上，焦炭出口处温度在520K以下，这与生产现场实测值相符，也说明了该模拟结果的可靠性。 （3）压力场模拟结果及分析干熄焦炉内压力分布云图气体压降主要发生在冷却室，越靠近斜道和环形气道，气体压强越低，在气体出口处达到最低值，这正好有利于气体顺利排出。 （4）气体入口温度对换热的影响气体入口温度（K）气体出口温度（K）焦炭出口温度（K）3801114498390111650740011185164101120525 气体入口温度对换热的影响（a）入口风温对气体出口温度的影响（b）入口风温对焦炭出口温度的影响 （5）气体入口速度对换热的影响气体入口速度（m/s）气体出口温度（K）焦炭出口温度（K）0.712046030.811605470.911165071.01072479 气体入口速度对换热的影响（a）入口风速对气体出口温度的影响（b）入口风速对焦炭出口温度的影响 6、结论与展望（6）相比改变气体入口风温，改变气体入口速度更容易调整干熄焦生产效果，这为现场工艺调整提供了重要依据。（7）本文在进行仿真计算时，假设焦炭粒径分布均匀、干熄炉内孔隙率是一致的、焦炭速度是均匀的。为了提高数值模拟的准确性，要解决这三个方面的问题，还需要进一步的研究。'