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環(huán)冷燒結(jié)礦冷卻過(guò)程數(shù)值模擬與軟件開(kāi)發(fā)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2019-07-24  作者:夏建芳,劉 寒,王瀟杰  瀏覽次數(shù):1259
 
核心提示:【摘 要】 環(huán)式冷卻機(jī)是燒結(jié)礦料的重要冷卻設(shè)備,其設(shè)計(jì)理論均基于 20世紀(jì) 80年代日本以臺(tái)車(chē)高度 1.5 m的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果,導(dǎo)致系列產(chǎn)品所有臺(tái)車(chē)高度均為1.5 m,且難以預(yù)測(cè)燒結(jié)礦物性參數(shù)偏離實(shí)驗(yàn)工況下的環(huán)冷機(jī)真實(shí)冷卻效果。作者在研究燒結(jié)礦風(fēng)冷熱交換機(jī)理和等效仿真模型基礎(chǔ)上,應(yīng)用 VB.NET語(yǔ)言,基于CFD平臺(tái),開(kāi)發(fā)了環(huán)式鼓風(fēng)冷卻機(jī)燒結(jié)礦冷卻過(guò)程自動(dòng)仿真軟件。該軟件具備環(huán)冷機(jī)幾何參數(shù)、燒結(jié)礦物性參數(shù)、燒結(jié)礦初始溫度、風(fēng)機(jī)風(fēng)量等友好參數(shù)輸入界面,自動(dòng)仿真燒結(jié)礦溫度、排出煙氣溫度隨時(shí)間的變化曲線并以數(shù)據(jù)文
 環(huán)冷燒結(jié)礦冷卻過(guò)程數(shù)值模擬與軟件開(kāi)發(fā)

夏建芳,劉 寒,王瀟杰

(中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410083)

【摘 要】 環(huán)式冷卻機(jī)是燒結(jié)礦料的重要冷卻設(shè)備,其設(shè)計(jì)理論均基于 20世紀(jì) 80年代日本以臺(tái)車(chē)高度 1.5 m的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果,導(dǎo)致系列產(chǎn)品所有臺(tái)車(chē)高度均為1.5 m,且難以預(yù)測(cè)燒結(jié)礦物性參數(shù)偏離實(shí)驗(yàn)工況下的環(huán)冷機(jī)真實(shí)冷卻效果。作者在研究燒結(jié)礦風(fēng)冷熱交換機(jī)理和等效仿真模型基礎(chǔ)上,應(yīng)用 VB.NET語(yǔ)言,基于CFD平臺(tái),開(kāi)發(fā)了環(huán)式鼓風(fēng)冷卻機(jī)燒結(jié)礦冷卻過(guò)程自動(dòng)仿真軟件。該軟件具備環(huán)冷機(jī)幾何參數(shù)、燒結(jié)礦物性參數(shù)、燒結(jié)礦初始溫度、風(fēng)機(jī)風(fēng)量等友好參數(shù)輸入界面,自動(dòng)仿真燒結(jié)礦溫度、排出煙氣溫度隨時(shí)間的變化曲線并以數(shù)據(jù)文件和圖像顯示。測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果對(duì)比表明,燒結(jié)礦冷卻過(guò)程仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果誤差在5%以?xún)?nèi),滿(mǎn)足工程精度要求,可以預(yù)測(cè)燒結(jié)礦冷卻效果、指導(dǎo)環(huán)式冷卻機(jī)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】 環(huán)式冷卻機(jī);數(shù)值模擬;仿真軟件;CFD軟件;VB.NET

引言

鋼鐵冶煉是一個(gè)高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè),據(jù)調(diào)查,在鋼鐵冶煉的過(guò)程中,燒結(jié)礦冷卻工序能耗約占企業(yè)總能耗的10%~15%,是僅次于煉鐵的第二大耗能工序[1-2]。環(huán)式冷卻機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)環(huán)冷機(jī))是燒結(jié)礦冷卻工序中的關(guān)鍵設(shè)備,其結(jié)構(gòu)圖如下圖 1 所示,隨著我國(guó)鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排要求的越來(lái)越高,如何增大環(huán)冷機(jī)產(chǎn)量,提高能源利用率成為了迫在眉睫的問(wèn)題[3-4] 。調(diào)研發(fā)現(xiàn),制約我國(guó)環(huán)冷機(jī)設(shè)備發(fā)展的主要問(wèn)題是目前國(guó)內(nèi)環(huán)冷機(jī)的設(shè)計(jì),都是參照上世紀(jì)八十年代日本基于臺(tái)車(chē)高度1.5 m的測(cè)試數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)公式。正是因?yàn)槿绱?,環(huán)冷機(jī)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,很多關(guān)鍵參數(shù)無(wú)法改變,比如,我國(guó)的環(huán)冷機(jī)不論尺寸大小,其臺(tái)車(chē)高度都統(tǒng)一為 1.5m,導(dǎo)致現(xiàn)在只能通過(guò)增大環(huán)冷機(jī)截面積的方式來(lái)增大產(chǎn)量,造成環(huán)冷機(jī)安裝場(chǎng)地需求越來(lái)越高。不僅如此,環(huán)冷機(jī)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)完成之后也無(wú)法準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)環(huán)冷機(jī)的冷卻效果。由此可知,傳統(tǒng)的環(huán)冷機(jī)設(shè)計(jì)方法,已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代的鋼鐵行業(yè)需求。

圖片1 

針對(duì)環(huán)冷機(jī),國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了一系列的研究。在結(jié)構(gòu)改進(jìn)方面張忠波等[5]基于燒結(jié)機(jī)結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)新型高效燒結(jié)環(huán)冷機(jī),很大程度上降低設(shè)備漏風(fēng)率,提升能源利用率;在冷卻效率方面夏建芳等[6]提出冷卻能耗測(cè)試與計(jì)算方法,評(píng)價(jià)了多臺(tái)套燒結(jié)機(jī)、環(huán)冷機(jī)的實(shí)際能耗。在數(shù)值模擬方面,Caputo[7]在評(píng)估環(huán)冷機(jī)燒結(jié)礦冷卻床的換熱時(shí),提出了一維穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型;Pelagagge[8-9]等人提出了環(huán)冷機(jī)二維換熱模型,并通過(guò)實(shí)測(cè)燒結(jié)礦的數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。

Jang[10]等提出了環(huán)冷機(jī)三維換熱簡(jiǎn)易模型,用于模擬環(huán)冷機(jī)的換熱及湍流過(guò)程;Leong[11]等基于多孔介質(zhì)-局部熱平衡理論,利用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent模擬了環(huán)冷機(jī)內(nèi)的流動(dòng)與換熱過(guò)程。以上的研究工作僅研究換熱行為,未能建立相應(yīng)計(jì)算公式或計(jì)算軟件,即還無(wú)法用于指導(dǎo)環(huán)冷機(jī)設(shè)計(jì)。為了對(duì)環(huán)冷機(jī)冷卻效果進(jìn)行有效預(yù)測(cè),在設(shè)計(jì)階段即時(shí)調(diào)整環(huán)冷機(jī)相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù),開(kāi)發(fā)環(huán)冷機(jī)冷卻過(guò)程仿真軟件迫在眉睫。

作者首先分析了環(huán)冷機(jī)內(nèi)氣固換熱過(guò)程,基于氣體湍流方程、多孔介質(zhì)模型與局部非熱平衡能量方程以及臺(tái)車(chē)單元環(huán)向移動(dòng)等效環(huán)冷機(jī)模型,應(yīng)用VB.NET 語(yǔ)言,對(duì)環(huán)冷機(jī)數(shù)值模擬過(guò)程的參數(shù)化建模、自動(dòng)數(shù)值模擬、結(jié)果后處理等功能進(jìn)行封裝,隱式生成 Gambit 幾何建模與網(wǎng)格劃分命令流,F(xiàn)luent仿真計(jì)算與后處理命令流,生成了燒結(jié)礦冷卻過(guò)程自動(dòng)仿真軟件,實(shí)現(xiàn)燒結(jié)礦冷卻過(guò)程的自動(dòng)仿真,并通過(guò)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比驗(yàn)證仿真結(jié)果的正確性。

1 仿真等效物理模型與數(shù)學(xué)模型的建立

1.1 環(huán)冷機(jī)仿真等效物理模型分析

本文以高效燒結(jié)環(huán)冷機(jī)為研究對(duì)象,結(jié)構(gòu)展開(kāi)圖如圖2所示。高效燒結(jié)環(huán)冷機(jī)可以分為回風(fēng)段與鼓風(fēng)機(jī)段兩個(gè)部分,主要區(qū)別在于余熱回收段冷卻風(fēng)由余熱回風(fēng)管道輸入,溫度約為 120 ℃,煙氣由集熱罩收集進(jìn)行余熱利用,鼓風(fēng)機(jī)段冷卻風(fēng)為空氣由風(fēng)機(jī)吹入,煙氣通過(guò)百葉窗直接排向大氣。

圖片2 

多功能高效環(huán)冷機(jī)臺(tái)車(chē)回轉(zhuǎn)半徑大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且臺(tái)車(chē)?yán)@其回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)態(tài)冷卻,若要對(duì)整個(gè)環(huán)冷機(jī)進(jìn)行動(dòng)網(wǎng)格建模,將對(duì)仿真計(jì)算機(jī)性能要求過(guò)高,且仿真過(guò)程耗時(shí)極長(zhǎng),因此本文探究等效模型的解決方案。等效物理模型以臺(tái)車(chē)為研究對(duì)象,分別建立回風(fēng)段、鼓風(fēng)機(jī)段臺(tái)車(chē)等效物理模型,具體模型如圖3、圖4所示。

圖片3 

以圖3為例,為環(huán)冷機(jī)回風(fēng)段臺(tái)車(chē)模型,由圖可知,臺(tái)車(chē)由下至上分為3個(gè)部分。最下部分為風(fēng)箱,中間為燒結(jié)礦,上部為集熱罩與煙囪或其它排出煙氣裝置。

1.2 燒結(jié)礦冷卻過(guò)程數(shù)學(xué)模型

本文數(shù)值分析基于 FLUENT 軟件,對(duì)燒結(jié)礦冷 卻過(guò)程熱力學(xué)分析的重點(diǎn)即分析燒結(jié)礦與冷卻氣體換熱過(guò)程所涉及的控制方程。

1.2.1 氣體湍流方程

環(huán)冷機(jī)工作過(guò)程中冷卻氣體在燒結(jié)礦內(nèi)進(jìn)行流動(dòng),因此氣體的流動(dòng)為湍流,選用標(biāo)準(zhǔn) k - ε 模型[9] 。該模型中,k和ε對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸方程為:

k方程:

圖片4 

式中:ρ代表密度;k代表湍動(dòng)能;ε是湍流耗散率;u代表速度矢量;i、j代表坐標(biāo)維數(shù);S表示平均速度應(yīng)變率張量;τtij代表雷諾應(yīng)力;C、C 、σε、σε為常數(shù)。

1.2.2 多孔介質(zhì)方程

燒結(jié)礦內(nèi)存在很多微小孔隙,并且大多數(shù)孔隙之間能夠互相連通,因此燒結(jié)礦是多孔介質(zhì)模型。

其黏性阻力系數(shù)(1/α)與慣性阻力系數(shù)(C 2 )可通過(guò)Ergun方程計(jì)算:

圖片5 

黏性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)的定義分別為:

圖片6 

式中:L 代表燒結(jié)礦厚度,Dp是平均粒徑,? 代表燒結(jié)礦孔隙率,Δp 為壓降,u為動(dòng)力粘度。

1.2.3 局部非熱平衡方程

本文燒結(jié)礦與冷卻氣體間的熱導(dǎo)率與相差較大,燒結(jié)礦與空氣溫度始終存在溫度差,局部熱力學(xué)平衡的假設(shè)不成立。本文采用局部非熱力學(xué)平衡雙能量方程,將燒結(jié)礦溫度和冷卻空氣溫度視為兩個(gè)獨(dú)立變量,定義燒結(jié)礦的平均溫度為 Ts,冷卻空氣的平均溫度為 Tf ,以平均容積法為基礎(chǔ)建立能量方程:

對(duì)于氣相:

圖片7 

式中:kf,eff為導(dǎo)熱系數(shù),ρf是流體的密度,φf為內(nèi)熱源,αsf為比表面積,ks,eff是固體的導(dǎo)熱系數(shù),ρs是固體密度,φf是固體骨架中內(nèi)熱源。

2 燒結(jié)環(huán)冷機(jī)自動(dòng)仿真系統(tǒng)程序架構(gòu)

2.1 程序功能設(shè)計(jì)

本程序基于 VB.NET 高級(jí)語(yǔ)言搭建平臺(tái),將編制出集仿真前處理、計(jì)算、后處理于一體的,界面友好,操作簡(jiǎn)便的,能夠?qū)Νh(huán)冷機(jī)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供指導(dǎo)的燒結(jié)環(huán)冷機(jī)自動(dòng)仿真系統(tǒng)。因此在功能方面,需要實(shí)現(xiàn)用戶(hù)從操作界面輸入基本參數(shù),系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)與處理、自動(dòng)調(diào)用 GAMBIT 建模與網(wǎng)格劃分、自動(dòng)調(diào)用 FLUENT 進(jìn)行仿真。仿真結(jié)束后,對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行處理,輸出燒結(jié)礦與煙氣曲線圖、風(fēng)箱流量圖、顯示仿真云圖、自動(dòng)輸出并保存仿真結(jié)果表格。

2.2 程序架構(gòu)

燒結(jié)環(huán)冷機(jī)自動(dòng)仿真系統(tǒng)基于 VB.NET 平臺(tái),對(duì) FLUENT、GAMBIT 等仿真軟件進(jìn)行封裝,包括前處理、仿真計(jì)算、后處理三大模塊。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo),達(dá)成設(shè)計(jì)要求,具體的流程圖如圖5。

圖片8 

2.3 交互設(shè)計(jì)

為了充分實(shí)現(xiàn)所需的功能,本系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)了兩類(lèi)操作界面,分別為參數(shù)輸入界面與仿真界面。

如圖6所示。

圖片9 

在圖6參數(shù)輸入界面中,左側(cè)為參數(shù)輸入欄,右側(cè)為模型示意圖。如圖7所示為燒結(jié)環(huán)冷機(jī)自動(dòng)仿真系統(tǒng)仿真界面,其中下半部分為功能區(qū),包括建模、仿真功能按鍵,圖形顯示按鍵以及結(jié)果保存按鍵。左上部與右上部分別為結(jié)果的數(shù)值顯示框與圖像顯示框。

圖片10 

3 Gambit 、Fluent 軟件命令語(yǔ)法分析與封裝技術(shù)

3.1 Gambit 參數(shù)化建模

本系統(tǒng)的建模與網(wǎng)格劃分環(huán)節(jié)采用了 Gambit軟件,Gambit內(nèi)置了TUI命令語(yǔ)言,要實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模,只需利用 TUI 語(yǔ)言將模型參數(shù)與建模步驟編制成jounal文件導(dǎo)入Gambit即可。

3.1.1 Gambit命令語(yǔ)法分析

相較于其他建模軟件的命令流語(yǔ)言,Gambit的TUI 語(yǔ)言相對(duì)直觀與嚴(yán)謹(jǐn),不易產(chǎn)生歧義。Gambit的建模以點(diǎn)作為基準(zhǔn),例如創(chuàng)建一個(gè)名稱(chēng)為“in”的長(zhǎng)方體的命令流語(yǔ)句:

“volume create "in" width 3.6 depth 2 height

0.5 offset 1.8 1 0.25 brick”

其中 3.6、2、0.5 分別為這個(gè)體的長(zhǎng)、寬、高。而(1.8,1,0.25)是這個(gè)長(zhǎng)方體中心點(diǎn)的坐標(biāo)。因此,在 Gambit 中建立模型只需按照以上語(yǔ)法構(gòu)建模型建立命令流即可。

網(wǎng)格劃分部分較為簡(jiǎn)單,由于環(huán)冷機(jī)臺(tái)車(chē)的形狀是規(guī)整的長(zhǎng)方體,因此只需以0.1m為尺寸劃分網(wǎng)格,網(wǎng)格劃分的命令流的語(yǔ)言為:

“volume mesh "in" "porous" "out" cooper

size 0.1”

指的是以 0.1 m 為尺寸,對(duì)以上“in”“porous”

“out”三個(gè)模型體劃分網(wǎng)格。

3.1.2 參數(shù)化建模及Gambit封裝技術(shù)

Gambit 本身無(wú)法替換參數(shù)的值,因此,在建模命令語(yǔ)言編輯完成后,需要利用 VB.NET 平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行參數(shù)化處理,以創(chuàng)建體為例,修改長(zhǎng)方體的長(zhǎng)度:

Dim width as string ;width=4

Dim jou1 As New IO.StreamWriter("1.jou")

jou1. WriteLine“( volume create "in" width “ +

width + ” depth 2 height 0.5 offset 1.8 1 0.25

brick”)。

這樣將此長(zhǎng)方體的長(zhǎng)度設(shè)置成參數(shù) width,當(dāng)width的值改變時(shí),長(zhǎng)方體的長(zhǎng)度也隨之改變。

待所有模型命令進(jìn)行了參數(shù)化處理后,需要調(diào)用GAMBIT,并且使其執(zhí)行建立好的命令文件,調(diào)用Gambit并執(zhí)行jounal文件“1.jou”命令的語(yǔ)句如下:

Shell("" + gambitpath + " -inp 1.jou -new")

調(diào)用語(yǔ)句使用“shell”函數(shù),此函數(shù)的使用方法為“shell+調(diào)用路徑+參數(shù)1+參數(shù)2”,在以上語(yǔ)句中," + gambitpath + "指 Gambit 應(yīng)用程序路徑," - inp 1.jou"指的是執(zhí)行根目錄下文件名為1的命令文件,"-new"指建立新的模型文件。

3.2 fluent 命令語(yǔ)法研究與封裝技術(shù)

3.2.1 Fluent的GUI語(yǔ)法研究

Fluent是一款功能全面的計(jì)算流體力學(xué)仿真軟件,滿(mǎn)足燒結(jié)環(huán)冷機(jī)的仿真要求。Fluent 的命令語(yǔ)言采用 GUI 語(yǔ)法。因此,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)仿真需要使用GUI語(yǔ)言編制Fluent的jounal文件導(dǎo)入Fluent。

GUI語(yǔ)言的部分示例如下:

打開(kāi)網(wǎng)格文件:“(cx-gui-do cx-set-text-entry

"select File*Text" "zhenduan.msh")”。

其中,“zhenduan.msh”指的是程序根目錄的網(wǎng)格文件,如果網(wǎng)格文件不在程序根目錄,則需要寫(xiě)入完整的路徑。

設(shè)置仿真步長(zhǎng)為 5s:“(cx-gui-do cx-set-real

entry - list "Run Calculation * Frame1 * Table1

*Frame6* Table6* RealEntry1 (Time Step Size)" '(

5))”

設(shè)置入口溫度為1023k:”(cx-gui-do cx-set-re

al - entry-list "Patch*Frame2*RealEntry1(Value)" '(

1023))”。

從以上這些例子可以看出,F(xiàn)luent 的命令語(yǔ)句看似繁瑣復(fù)雜,實(shí)際上并不難理解。其結(jié)構(gòu)通常為:“功能名*框架+編號(hào)*表格+編號(hào)*輸入框+編號(hào)(輸入的值)”構(gòu)成,只需要理解這一命令結(jié)構(gòu)就能逐句編出Fluent的命令語(yǔ)句。

3.2.2 Fluent封裝技術(shù)

同理,調(diào)用 Fluent 并讀取 jounal 文件自動(dòng)仿真的語(yǔ)句如下:

Shell("" + fluentpath + " 3d -g -i 2.jou")

調(diào)用Fluent同樣使用“shell”函數(shù),以上命令中," + fluentpath + "表示 Fluent 軟件路徑,“3d”表示采用 3d 模型,“-g”表示打開(kāi)設(shè)置菜單,“-i 2.jou ”表示執(zhí)行根目錄下文件名為2的命令文件。

4 工程驗(yàn)證

為了檢驗(yàn)環(huán)冷機(jī)自動(dòng)仿真平臺(tái)的可靠性,必須將數(shù)值仿真數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。本文以鞍鋼 415㎡高效燒結(jié)環(huán)冷機(jī)為研究對(duì)象,實(shí)地檢測(cè)燒結(jié)礦溫度數(shù)據(jù)以及環(huán)冷機(jī)自動(dòng)仿真平臺(tái)所需輸入?yún)?shù)。鞍鋼415 ㎡高效燒結(jié)環(huán)冷機(jī)中徑44 m,按照進(jìn)風(fēng)方式可以劃分為回風(fēng)段與鼓風(fēng)段,中間以隔板隔開(kāi),周向共布置有 5 臺(tái)風(fēng)機(jī)。燒結(jié)礦入口溫度約為750 ℃,要求出口溫度為120 ℃以下。鞍鋼415 ㎡高效燒結(jié)環(huán)冷機(jī)關(guān)鍵參數(shù)與實(shí)測(cè)燒結(jié)礦物性參數(shù)如表1。

圖片11 

將表 1 中的參數(shù)輸入環(huán)冷機(jī)自動(dòng)仿真平臺(tái),經(jīng)過(guò)數(shù)值模擬過(guò)程,得到燒結(jié)礦溫度變化數(shù)據(jù)。415㎡高效燒結(jié)環(huán)冷機(jī)運(yùn)行一周的時(shí)間為 4200 s,為了減少篇幅同時(shí)保證對(duì)比準(zhǔn)確度,現(xiàn)選取包括進(jìn)口與出口在內(nèi)的 11 個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的燒結(jié)礦溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,燒結(jié)礦溫度變化模擬數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)趨勢(shì)對(duì)比結(jié)果如圖8所示。

圖片12 

如圖 8 可知,燒結(jié)礦溫度實(shí)測(cè)曲線與模擬溫度曲線變化趨勢(shì)一致,而且重合率很高。現(xiàn)定量分析實(shí)測(cè)溫度與模擬溫度的絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差,結(jié)果如下表2所示。

圖片13 

通過(guò)表 2 可以看出,最大的絕對(duì)誤差產(chǎn)生在1260 s 為 15.41℃,最大相對(duì)誤差產(chǎn)生在出口處為4.9%。由此可以得出結(jié)論,數(shù)值模擬所得到的數(shù)據(jù)誤差值控制在5%以?xún)?nèi),符合工藝精度要求,因此認(rèn)為使用文本開(kāi)發(fā)的環(huán)冷機(jī)自動(dòng)仿真平臺(tái)對(duì)環(huán)冷機(jī)設(shè)備進(jìn)行數(shù)值模擬所得到的結(jié)果是準(zhǔn)確、可靠的。

5 總結(jié)

作者主要研究工作及結(jié)論如下:

(1)分析了環(huán)冷機(jī)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行方式建立了環(huán)冷機(jī)的等效物理模型,探究了燒結(jié)礦的冷卻機(jī)理,選用氣體湍流模型、多孔介質(zhì)模型、局部非熱平衡方程建立了環(huán)冷機(jī)冷卻過(guò)程仿真模型。

(2)剖析了 Gambit、Fluent 軟件命令流語(yǔ)法,運(yùn)用 VB.NET程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了界面友好的集基本參數(shù)輸入、自動(dòng)前處理、自動(dòng)仿真計(jì)算、自動(dòng)后處理等功能于一體的環(huán)冷機(jī)燒結(jié)礦冷卻過(guò)程自動(dòng)仿真軟件。極大簡(jiǎn)化仿真操作過(guò)程,設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)該軟件即時(shí)獲得燒結(jié)礦不同時(shí)刻溫度數(shù)據(jù),也能觀察燒結(jié)礦溫度變化與排出煙氣隨時(shí)間溫度變化情況,使不具備計(jì)算流體力學(xué)知識(shí)背景的工程技術(shù)人員也能夠輕易的使用該軟件模擬仿真燒結(jié)礦冷卻過(guò)程。對(duì)指導(dǎo)環(huán)冷機(jī)設(shè)計(jì)具有重要意義。

(3)以鞍鋼 415㎡高效燒結(jié)環(huán)冷機(jī)為研究對(duì)象,以燒結(jié)礦溫度數(shù)據(jù)為參考指標(biāo),對(duì)比了實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與環(huán)冷機(jī)自動(dòng)仿真平臺(tái)的模擬數(shù)據(jù),驗(yàn)證了本文開(kāi)發(fā)的環(huán)冷機(jī)自動(dòng)仿真平臺(tái)的準(zhǔn)確性與易用性。

參 考 文 獻(xiàn)

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