FLS分解炉二维流场的数值模拟计算

热风炉自动燃烧

营口钢厂热风炉自动燃烧控制的方案 一、背景说明： 热风炉是高炉炼铁生产过程中的重要设备之一，是提供高炉热风热量的，其提供的热量约占高炉炼铁生产耗热的25%左右，热风温度对高炉炼铁生产产量和节能至关重要，热风炉风温对提高高炉炼铁的许多经济技术指标非常明显，其主要表现在：降低焦比、提高煤比、提高产量。 热风炉的主要作用是把鼓风机站供来的冷风加热到高炉要求的温度，供高炉生产用，热风炉是一种利用蓄热原理工作的换热设备，其工作原理决定它的工作方式是循环周期性的。需要多座（通常是3到4座）交替循环工作，才能满足高炉连续生产的需要。每座热风炉工作又分燃烧阶段和送风阶段。 燃烧阶段：将热风炉内的蓄热体加热，先将冷风阀关闭，煤气和助燃空气按一定的空燃比燃烧，烟气通过烟道排出。 送风阶段：鼓风机站送来冷风进入热风炉与蓄热体充分热交换，达到一定温度时由热风管道送入高炉。对每一座热风炉是一种序批式生产过程。不同的送风制式有：两烧一送，交错并联，两烧两送，半并联方式。 这种序批式生产过程是对燃烧阶段和送风阶段在相对时间内互相 衔接切换，只有燃烧自动化的实现，才有可能实现燃烧阶段和送风阶段相互按照管理要求切换，达到最大节能效果。实现热风炉优化操作。热风炉在其结构上有多种形式，其工作原理是基本相同的，而热风炉的自动化控制也基本相同，主要分为燃烧控制和各设备间的逻辑顺序控制，顺序控制基本能够实现自动。 热风炉自动燃烧控制，据掌握的资料情况和现在的文献看，除引进的高炉外，实现有效的自动燃烧控制很少见，其热风炉的燃烧控制几乎都是在操作站画面上手动（HMI手动），由于手动受人为的因素影响，一人不可能同时操作煤气和助燃空气两个调节阀，就不可避免的出现燃烧状况时好时坏的波动现象。也不能保证空燃比的恒定，经常造成时而煤气过量不能充分燃烧，时而空气过量温度烧不上来，达不到节省能源效果。 二、具体说明： 利用PLC控制系统控制热风炉自动燃烧的方法： 系统构成除工艺和电气的相关设备外，主要仪表设备包括PLC控制系统及热风炉操作站，热风炉各部位温度检测，煤气总管压力调节阀，助燃空气压力调节阀及助燃风机调节门，每座热风炉煤气流量检测和流量调节阀、助燃空气流量检测和流量调节阀，热风炉烟道烟气

CFX的流场精确数值模拟教程

基于CFX的离心泵 内部流场数值模拟基于CFX的离心泵内部流场数值模拟 随着计算流体力学和计算机技术的快速发展，泵内部的流动特征成为热点研究方向，目前应用 CFX 软件的科研人员还较少，所以将CFX 使用的基本过程加以整理供初学者参考。如有不对之处敬请指教。 、CFX数值计算的完整流程 、基于ICEM CFD勺离心泵网格划分 2.1导入几何模型 2.2修整模型 2.3创建实体 2.4仓U建PRAT 2.5设置全局参数 2.6划分网格 2.7检查网格质量并光顺网格2.8导出网格—选择求解器2.9导出网格 、CFX-Pre设置过程 3.1基本步骤 3.2新建文件

3.3导入网格 3.4定义模拟类型3.5创建计算域3.6指定边界条件3.7建立交界面

3.8定义求解控制 3.9定义输出控制 3.10写求解器输入文件 3.11定义运行 3.12计算过程 四、CFX-Post 后处理 4.1计算泵的扬程和效率 4.2云图 4.3矢量图 4.4流线图 2.1导入几何模型 在ICEMCFD软件界面内，单击File宀Imort Geometry^STEP/IGES（—般将离心泵装配文件保存成STEP格式）， 将离心泵造型导入I C E M如图3所示。 图3导入几何模型界面

2.2 修整模型 单击Geometry^Repair Geometry 宀Build Topology，设置Tolerenee，然后单击Apply，如图 4 所示。拓扑 分析后生成的曲线颜色指示邻近表面的关系：gree n =自由边，yellow =单边，red =双边，blue =多边，线条 颜色显示的开/关Model tree T Geometry T Curves T Color by cou nt,Red curves 表示面之间的间隙在容差之 内，这是需要的物理模型, N41 f !孕ECHH 匚丁E> !1 Z-和-1 ：z? ...... ....................... 兰直卤* 百曲gw 卜宀-im * Q涕曲空JIT^J 厂社tt-sfri- Piwpe^ifl-5 CorFklr air^ i Cphcri s Quip^jr 匸* JO 匸叭和皈X XWM X ■an. y% wn- Yellow edges 通常是一些需要修补的几何。 亠 图4修整模型界面 2-3 创建实体单击Geometry^Creade Body,详细过程如图5所示。

喷管内流场计算程序

喷管内流场计算程序 !本程序采用三种格式对Buckley-Leverett方程进行求解 !计算过程中采用人工粘性进行处理 !name,name1是用于进行变文件名输出数据的字符串参数 !n,m分别表示空间网格节点和选择哪种计算方法 !uN,SN分别表示前一时刻的速度、人工粘性值 !u,FN分别表示这一时刻的速度,前一时刻对流项的函数值 !dx,dt,time分别表示空间尺度、时间尺度和总计算时间 !Cx分别表示人工粘性系数 program main implicit none character(len=15) :: name,name1 integer :: i,n=201,m real(kind=8) :: uN(201),SN(201),FN(201) real(kind=8) :: u(201),AN(201) real(kind=8) :: dx,dt,time,t,Cx !给定输入参数，对于不同的边界条件需要修改 dx=2.0/(n-1) t=0.0 time=0.4 dt=0.0001 Cx=0.006 m=2 !给定初始时刻给定的速度值，不同边界条件时需要修改 do i=1,n if(-1.0+(i-1)*dx<=0.0.and.-1.0+(i-1)*dx>=-0.5)then uN(i)=1.0 else uN(i)=0.0 end if end do !选择方法进行计算 if(m==1) then name1="Lax_Friedrichs" do while(t<=time) t=t+dt do i=1,n FN(i)=4.0*uN(i)**2/(4*uN(i)**2+(1-uN(i))**2) end do do i=2,n-1

CFX的流场精确数值模拟教程.pdf

基于CFX的离心泵内部流场数值模拟 基于CFX的离心泵内部流场数值模拟 随着计算流体力学和计算机技术的快速发展，泵内部的流动特征成为热点研究方向，目前应用CFX 软件的科研人员还较少，所以将CFX使用的基本过程加以整理供初学者参考。如有不对之处敬请指教。 一、 CFX数值计算的完整流程 二、基于ICEM CFD的离心泵网格划分 2.1 导入几何模型 2.2 修整模型 2.3 创建实体 2.4 创建PRAT 2.5 设置全局参数 2.6 划分网格 2.7 检查网格质量并光顺网格 2.8 导出网格－选择求解器 2.9 导出网格 三、CFX-Pre 设置过程 3.1 基本步骤 3.2 新建文件 3.3 导入网格 3.4 定义模拟类型 3.5 创建计算域 3.6 指定边界条件 3.7 建立交界面 3.8 定义求解控制

3.10 写求解器输入文件 3.11 定义运行 3.12 计算过程 四、 CFX-Post后处理 4.1 计算泵的扬程和效率 4.2 云图 4.3 矢量图 4.4 流线图 2.1 导入几何模型 在ICEM CFD软件界面内，单击File→Imort Geometry→STEP/IGES（一般将离心泵装配文件保存成STEP格式），将离心泵造型导入ICEM，如图3所示。 图3 导入几何模型界面 2.2 修整模型 单击Geometry→Repair Geometry→Build Topology，设置Tolerence，然后单击Apply，如图4所示。拓扑分析后生成的曲线颜色指示邻近表面的关系：green = 自由边， yellow = 单边，red = 双边， blue =多边，线条

分解炉撒料箱技改方案(节能减排)

方案 制造分厂 节能减排工艺技改的方案 为适应节能减排要求，充分展示低投入高产出的要求，并结合海螺其它基地的生产经验，对海螺制造分厂进行如下工艺技改，发挥减排之功效。 一、分解炉撒料板技改 (一)、技改思路 生产过程中，分解炉下面两个撒料箱在煤料接口时起主要作用，本次技改主要是对下面两个撒料箱进行技改，具体要求是： 1、撒料板角度调整范围：25°-45°； 2、撒料板伸进炉壁长度为200mm。 (二)、施工方案 1、停窑待分解炉内完全冷却后，确认炉内无挂料、耐火材料无脱落迹象，通知在撒料箱位置搭设脚手架； 2、割开撒料箱，将原撒料箱内部有关浇注料拆除； 3、对轴承座、滑槽、及丝杆进行定位； 4、焊接轴承座、滑槽、撒料板加强筋、联节轴与撒料板等； 5、现场检测调节角度（要求在25°-45°范围内）； 6、调试结束后，铺设浇注料（保证撒料板的调节）； 7、撒料箱整体焊接，并进行内部确认。 (三)、材料 1、δ12mm、面积9平方米的耐热钢板；［材质：1Cr25Ni20Ti］ 2、UCP211轴承（带轴承座）四个；［材质：1Cr18Ni9Ti］ 3、（δ8mm）宽度40mm需长3600mm、宽度50mm需长810mm、

宽度70mm需长810mm（做加强筋用）；［材质：1Cr18Ni9Ti］ 4、φ60实心钢棒：6米［材质：1Cr18Ni9Ti］；φ50实心钢棒：6米［材质：1Cr18Ni9Ti］ (四)、撒料箱简图如下： 二、印尼煤和无烟煤搭配使用 英德海螺地处煤炭资源相对贫乏广东省,煤炭从外省供应,受季节性和运输的影响较大,煤炭价格居高不下,今年年初,公司领导组织召开了用劣质煤代替烟煤使用的会议,根据会议要求加大劣质煤使用比例,降低用煤成本,根据我公司具体情况,决定试用印

热风炉的有关计算

热风炉的有关计算

5.1.1 计算的原始数据 高风量 1381686008.2302'=?=f V 标米3/小时 热风出口处的平均温度 ,1100R f t =℃ 冷风入口温度 ,30L f t =℃ 规定的拱顶烟气温度14001=y t ℃ 平均废气出口温度 2502=y t ℃ 净煤气温度 35=m t ℃ 助燃空气温度 20=k t ℃ 热风炉座数 3=n 座 热风炉工作制度“二烧一送”，其中送风周期1=f τ小时，燃烧周期时间 9.1=r τ小时，换炉时间1.0=?τ小时，总的周期时间3=?++=ττττr f z 小时。 高炉煤气成分（干）%： C O 2 C O H 2 C H 4 N 2 共计 2 1.07 2 0.45 1 .29 0.63 5 6.57 10 0.00 5.1.2 燃烧计算 （1）煤气成分换算 净煤气在35℃时饱和水含量为47.45克/标米3，1标米3干煤气的总含水量为 45.6700.2045.47=+克/标米3。 换算水蒸气的体积百分含量： %74.745 .6760.80345 .6710060.803100222=+?= += O H O H W W O H 则湿煤气成分的换算系数 923.0100 74 .71001001002=-=-=O H m 湿煤气成分的体积含量（%）： 2CO 37.18923.09.19=?

CO 89.23923.08.25=? 2H 369.0923.04.0=? 4CH 554.0923.06.0=? O H 2 74.7 2N 09.49923.019.53=? 总和 00.100 （2）煤气发热值计算 S H H C CH H CO Q H P 242423.551428.857.252.30++++= 千卡/标米3 式中 S H H C CH H CO 24242,,,,——煤气中各成分的体积含量，%。 49.778554.08.85369.07.2589.232.30=?+?+?=P H Q 千卡/标米3 （3）燃烧1标米3煤气的空气需要量 21 5.1325.05.02242420S H O H C CH CO H L +-+++= 标米3/标米3煤气 则 63.021554.00.289.235.0369.05.00=?+?+?=L 标米3/标米3 煤气 计算实际空气需要量，设过剩空气系数20.1=α，则 756.063.020.10=?=?=L L α 标米3/标米3煤气 （4）燃烧1标米3煤气生成的烟气量百分组成 助燃空气中带入的水忽略不计，按下式计算： 22222,SO O N O H CO m y V V V V V V ++++= 标米3/标米3煤气 )22(01.0'22224242L O H O H S H H H C CH V O H ?+++++= )2(01.042422H C CH CO CO V CO +++= )79(01.022L N V N += L V O )1(21.02-=α S H V SO 201.02= 式中 S H O CH CO CO 2242,,,,等——湿煤气中各成分的体积含量，%； '2O H ——助燃空气中水的体积含量，%。 则 43.0)554.037.1889.23(01.02=++?=CO V 16.0)768.074.7369.074.7554.02(01.02=?+++??=O H V 10.1)768.07909.49(01.02=?+?=N V 032.0768.0)120.1(21.02=?-?=O V

步进式加热炉设计计算_模板

二 步进式加热炉设计计算 2.1 热工计算原始数据 (1)炉子生产率：p=245t/h (2)被加热金属： 1)种类：优质碳素结构钢(20#钢) 2)尺寸：250×2200×3600 (mm)(板坯) 3)金属开始加热(入炉)温度：t 始=20℃ 4)金属加热终了(出炉)表面温度：t 终=1200℃ 5)金属加热终了(出炉)断面温差：t ≤15℃ (3)燃料 1)种类：焦炉煤气 2)焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3 3)煤气不预热：t 煤气=20℃ 表1-1 焦炉煤气干成分(%) 废膛(5)空气预热温度(烧嘴前)：t 空=350℃ 2.2 热工计算 2.2.1 焦炉煤气干湿成分换算 查燃料燃烧附表5，3/9.18m g g = 10000124.0100124.0222?+= 干 干 湿O H O H g g O H 100 100%%2湿 干 湿 O H X X -?= 由上式得 %2899.22=湿O H

00 00 25741.56100 2899.21009.57%H =-? =湿 00 00 48184.24100 2899.21004.25%CH =-? =湿 0000 7939.8100 2899.21009%CO =-=湿 0000428336.2100 2899.21009.2%H C =-?=湿 000022702.1100 2899.21003.1%N =-?=湿 000023909.0100 2899.21004.0%O =-?=湿 000020290.3100 2899.21001.3%CO =-?=湿 代入表2—1中，得 表2-1 焦炉煤气湿成分(%) 2.2.2 计算焦炉煤气低发热值 ） （低 +?+?+?+??=424214100%8550%2580%3046187.4H C CH H CO Q = ()0 00 000 8336 .2141008184 .2485505741.5625807939 .83046187.4?+?+?+?? =17094.6830 KJ/m 3 误差%557.0%10017000 17000 6830.17094%=?-= 计算值与设计值相差很小，可忽略不计。 2.2.3 计算理论空气需要量L 0 )3322220/(1023)4(212176.4m m O S H H C m n H CO L m n -??? ? ???-++++=∑ 把表2-1中焦炉煤气湿成分代入

14.热风炉有关计算实例.

吗 10-1 煤气成分如何换算？………… 10-2 煤气低发热值如何计算？ 10-3 实际空气需要量如何计算？………………………………………… 10-4 空气过剩系数如何计算？ 10-5 混烧高热值煤气如何计算？………………………………………… 10-6 理论燃烧温度如何简易计算？……………………………………… 10-7 热风炉需要冷却水压力如何计算？………………………………… 10-8 热风炉热效率如何计算？………………………………………… 10-9 高炉煤气发生量的理论计算与简易计算如何？ 10-10 煤气标准状态下的重度如何计算?…………………………… 10-11 煤气流速如何计算？……………………………………………… 10-12 烟道废气的流速如何计算？……………………………………………… 10-13 炉顶煤气取样管如何计算？……………………………………………… 10-14 煤气管道盲板与垫圈如何计算？……………………………… 10-1 煤气成分如何换算？ 热风炉燃烧所用的高炉煤气常以干煤气成分表示，实际上是含有水分的。因 此计算时要先将干煤气成分换算成湿煤气成分。 已知煤气含水的体积百分数，应用下式换算。 100 1002O H V V -? =干湿 (10-1) 若已知每21m3干煤气在任意温度下的饱和水蒸汽量(g/m3)，可以用下式换算。 干干 湿V g V O H ?+= 2124.0100100 (10-2) 式中：湿V ——湿煤气各组成的含量，%； 干V ——干煤气各组成的含量，%；

O H 2——湿煤气中含水量，%； 干 O H g 2 ——13m 干煤气所能吸收的饱和水蒸汽量，3/m g 。 计算实例： 已知某热风炉使用高炉煤气，其干煤气成分如下：CO2 18.5%，CO 23.5%，H2 1.5%， N2 56.5%，并已知煤气含水5%，求湿煤气成分。 解：根据公式： 100 1002O H V V -? =干湿 100 5100-? =干V =0.95干 V 则：CO2 18.5×0.95=17.575% CO 23.5×0.95=22.325% H2 1.5×0.95=1.425% N2 56.5×0.95=53.675% H2O 5% 合计100% 计算实例： 某厂所在地年平均气温为20℃，该厂热风炉采用冷高炉煤气，其干成分为：CO 23.6%，H2 3.1%，CO2 17.4%，CH4 0.1%，O2 0.1%，N2 55.7%，试计算高炉煤气的湿成分。 解：根据公式： 干干 湿V g V O H ?+= 2124.0100100 查表可知在20℃下13m 干煤气所能吸收的饱和水蒸汽量为193/m g 所以干干 湿V g V O H ?+= 2124.0100100 干V ??+= 19 124.0100100

汽车外流场的数值模拟

汽车外流场的数值模拟 宁燕，辛喆 中国农业大学， 北京 （100083） E-mail ：rn063@https://www.wendangku.net/doc/725168497.html, 摘 要：利用CFD 方法，运用FLUENT 软件对斜背式车型的外流场进行了数值模拟，并对结果进行了处理与分析。研究了车身周围涡系的三维结构和车身表面分离流的情况，表明由于车身前后的压力差和主流的拖拽作用等，在汽车尾部形成了极其复杂的涡系。 关键词：汽车空气动力学；CFD ；车身外流场；FLUENT 1. 引 言 汽车空气动力学的研究主要有两种方法[1]：一种是进行风洞实验，另一种是利用计算流体动力学（CFD ）技术进行数值模拟。传统的汽车空气动力学研究是在风洞中进行实验，存在着费用昂贵、开发周期长等问题。另外，在风洞实验时，只能在有限个截面和其上有限个点处测得速度、压力和温度值，而不可能获得整车流场中任意点的详细信息。 随着计算机技术和计算流体动力学的发展，汽车外流场的计算机数值仿真由于其具有可再现性、周期短以及低成本等优越性而成为研究汽车空气动力学性能的另一种有效方法。 2. 控制方程和湍流模型 汽车外流场一般为定常、等温和不可压缩三维流场，由于外形复杂易引起分离，所以应按湍流处理。汽车外流场的时均控制方程式[2]如下：3,2,1,=j i ；z x y x x x ===321,,；，： u u =1w u v u ==32,平均连续方程：0=??i i x u 平均动量方程：??? ???????????????+????+???=??i j j i eff j j j i j x u x u x x p x u u μρ κ方程 ρεκσμμκρκ?+??????????+??=??G x x x u j t j j j )( ε方程 κερκεεσμμερε221)(C G C x x x u j t j j j ?+??????? ???+??=?? -1-

拟一维喷管流动的数值解法(MATLAB)代码

拟一维喷管流动的数值解法（MATLAB）代码 数值计算代码 %拟一维喷管流动的数值解 %亚声速-超声速，非守恒形式 function main() clear; clc; r=1.4; %绝热指数 N=1001; %时间步长 i=31; %网格数目 L=3; %喷管长度 C=0.5; %柯朗数 dx=L/(i-1); %空间步长 dt(N)=0; %时间步长 x=linspace(0,L,i); %网格点横坐标 A=1+2.2*(x-1.5).^2; %喷管面积 %赋值 M(N,i)=0; T(N,i)=0; V(N,i)=0; %初始条件 M(1,:)=1-0.3146*x; T(1,:)=1-0.2314*x; V(1,:)=(0.1+1.09*x).*(1-0.2314*x).^0.5; %按时间步长推进 for k=1:N-1 %预估偏导数 M_t(1:i-1)=-V(k,1:i-1).*(M(k,2:i)-M(k,1:i-1))/dx-M(k,1:i-1).*(V(k,2:i)-V(k,1:i-1))/dx-M(k,1:i-1).*V(k, 1:i-1).*log(A(2:i)./A(1:i-1))/dx; V_t(1:i-1)=-V(k,1:i-1).*(V(k,2:i)-V(k,1:i-1))/dx-1/r.*((T(k,2:i)-T(k,1:i-1))/dx+T(k,1:i-1)./M(k,1:i-1).*( M(k,2:i)-M(k,1:i-1))/dx); T_t(1:i-1)=-V(k,1:i-1).*(T(k,2:i)-T(k,1:i-1))/dx-(r-1).*T(k,1:i-1).*((V(k,2:i)-V(k,1:i-1))/dx+V(k,1:i-1).*l og(A(2:i)./A(1:i-1))/dx); %求取内部网格点处最小时间步长 t=C*dx./(V(k,2:i-1)+sqrt(T(k,2:i-1))); dt(k)=min(t);

(完整版)加热炉计算

4.加热炉的计算 管式加热炉是一种火力加热设备，它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰和烟气作为热源，加热在管道中高速流动的介质，使其达到工艺规定的温度，保证生产的进行。在预加氢中需要对原料进行加热，以达到反应温度。预加氢的量较小，因此采用圆筒炉。主要的参数如下： 原料：高辛烷值石脑油； 相对密度： 20 40.7351 d = 进料量：62500/kg h 入炉温度：I τ=350C o ； 出炉温度：o τ=490C o ； 出炉压强：2 15/kg cm 气化率： e=100%； 过剩空气系：α：辐射：1.35 对流段：1.40 燃料油组成： 87%,11.5%,0.5%,1%C H O W ==== 加热炉基本参数的确定 4.1加热炉的总热负荷 查《石油炼制工程（上）》图Ⅰ-2-34可知，在入炉温度t1=350℃,进炉压力约15.0㎏/㎝2条件下，油料已完全汽化，混合油气完全汽化温度是167℃。 原料在入炉温度350C o ，查热焓图得232/i I kJ kcal = 原料的出炉温度为490C o ，查热焓图得377/v I kcal kg =。 将上述的数值代入得到加热炉的总热负荷 Q = m[eIV+(1-e)IL-Ii]

=[1377232]62500 4.184?-?? 37917500/kJ h = 4.2燃料燃烧的计算 燃料完全燃烧所生成的水为气态时计算出的热值称为低热值，以Ql 表示。在加热炉正常操作中，水都是以气相存在，所以多用低热值计算。 (1) 燃料的低发热值 1Q =[81C+246H+26(S-O)-6W] 4.184? =[8187+24611.5+26(0-0.5)-61] 4.184????? 41241.7/(kJ kg =燃料) (2) 燃烧所需的理论空气量 0 2.67823.2C H S O L ++-= 2.6787811.500.52 3.2?+?+-= 13.96kg =空气/kg 燃料 (3) 热效率η 设离开对流室的烟气温度 s T 比原料的入炉温度高100C o ，则 350100450s T C =+=o 由下面的式子可以得到 , 100L I q q η=--， 取炉墙散热损失 , 1 0.05L L q q Q = =并根据α和s T 查相关表，得烟气出对流室时 带走的热量123% L q Q =， 所以 1(523)%72%η=-+= (4) 燃料的用量 1379175001277/0.7241241.7 Q B kg h Q η= ==?;

热风炉的燃烧操作范本

操作规程编号：LX-FS-A51675 热风炉的燃烧操作范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑

热风炉的燃烧操作范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 1、确认干燥系统所有设备均已运行正常，19#皮带上有料，确认“准备完毕”指示灯亮。 2、点火前，调整好干燥系统负压（以点火烧嘴或火把伸入不熄灭为宜）。 3、点火后，关闭待用烧嘴吹扫蒸汽阀，打开进油阀，观察燃烧状况。 4、燃烧稳定后，解除点火烧嘴，关闭LPG主阀，抽出火把。 5、沉尘室温度达70℃时，开始干燥，并引入SH、RH烟气。 6、视炉膛温度和热风炉出口烟气温度来调整三

次风总量及三次风量。 7、熄火时，先降低干燥料量，关闭重油调节阀前的进油阀，并打开吹扫蒸汽阀吹扫重油管道和烧嘴。 请在该处输入组织/单位名称 Please Enter The Name Of Organization / Organization Here

CFD方法在流体机械设计中的应用

CFD方法在流体机械设计中的应用Ξ 西安交通大学 赵兴艳 西北工业大学 苏莫明 西安交通大学 张楚华　苗永淼 摘　要　为了计算低速到超音速的无粘和粘性流动,综合CFD方法当前的研究成果,编制了CFD通用程序并且应用于流体机械的分析与设计。几个实例表明,该程序是有效的,具有较高的工程应用价值。 关键词　CFD方法　流体机械　设计 1　引言 随着科学技术的进步和经济的发展,许多领域(特别是石油化工、航空等)对高性能的流体机械需求越来越迫切。为了适应社会的需求,需要进行试制和大量试验参数测量等工作,为此需要耗费大量的资金和时间。显然,为了设计出高性能的流体机械,传统的设计方法已满足不了需要,必须采用现代设计理论和方法。这就要求设计者必须详细掌握流体机械性能和内部流动状况,从而给流体机械内部流动理论和试验研究提出了新的课题。 研究流体流动的方法有理论分析、实验研究和数值模拟三种。对叶轮机械、喷管、管道等内部流动实验测量时,要求的实验装置复杂庞大且实验成本较高,研制周期长,因而使实验研究受到了很大的限制。而数值模拟将以其自身的特点和独特的功能,与理论分析及实验研究一起,相辅相成,逐渐成为研究流体流动的重要手段,形成了新的学科———计算流体动力学(CFD:C om putational Fluid Dy2 namics)。近年来,随着高速、大容量、低价格计算机的相继出现,以及CFD方法的深入研究,其可靠性、准确性、计算效率得到很大提高,展示了采用CFD方法用计算机代替试验装置和“计算试验”的现实前景。CFD方法具有初步性能预测、内部流动预测、数值试验、流动诊断等作用。 在设计制造流体机械时,一般的过程为设计、样机性能试验、制造。如果采用CFD方法通过计算机进行样机性能试验,能够很好地在图纸设计阶段预测流体机械的性能和内部流动产生的漩涡、二次流、边界层分离、尾流、叶片颤振等不良现象,力求将可能发生故障的隐患消灭在图纸设计阶段。 综上所述,人们借助计算机对流体机械内部的流动进行数值模拟成为可能,CFD方法将在一定程度上取代实验,以达到降低成本、缩短研制周期的目的,并且数值模拟可提供丰富的流场信息,为设计者设计和改进流体机械提供依据。因此,人们深信CFD方法是现在和未来研制流体机械必不可少的工具和手段,它使设计者以最快、最经济的途径,从流体流动机理出发,寻求提高性能的设计思想和设计方案,从满足多种约束条件下获取最佳的设计,可以说CFD方法为流体机械设计提供了新的途径。 由于许多程序是在以前的研究成果的基础上编制成的,适用范围有限,制约了CFD方法在工程中的广泛应用。为了加快计算流体力学最新研究成果向工程应用的转换速度,开创计算流体动力学研究与应用的新局面,本文基于目前CFD方法新的研究成果,编制了适用速度范围宽的通用程序, Ξ本文研究系机械工业部自然科学基金资助项目收稿日期:1999—10—08

简述各设计院的分解炉

分解炉在窑外分解系统起着很重要的作用，自1971年第一台窑外分解系统投产，从而开始水泥工业大规模生产开始，分解炉的形式有很多。从分解炉内的气流运动来看，可归纳为四种基本型式，即：涡旋式、喷腾式、悬浮式和流化床式。早期开发的分解炉，多以上述四种运动型式之一为基础，使生料和燃料分别依靠“涡旋效应”、“喷腾效应”、“悬浮效应”和“流态化效应”分散于热气流中，利用物料颗料之间在炉内流场中的相对运动，实现高度分散、均匀混合和分布、迅速换热，以达到提高燃烧效率，传热效率和入窑生料碳酸盐分解率的目的。 分解炉按照设计单位国内有以下常见几种：RSP 来源与日本小野田 T DF、TSD、TD、TSD、TWD、TTF、TFD天津院 CDC成都院 NST-I NC-SST南京院 具体形式和特点如下：TDF型分解炉 TDF分解炉是天津水泥院在引进日本DD炉技术的基础上，针对中国燃料特点，研制开发的一种双喷腾分解炉（Dual Spout Furnace），如下图1-1所示。 TDF炉技术特点如下：

①分解炉坐落窑尾烟室之上，炉与烟室之间缩口在尺寸优化后可不设调节阀板，结构简单； ②炉中部设有缩口，保证炉内气固流产生第二次“喷腾效 应”； ①三次风切线入口设于炉下锥的上部，使三次风涡旋入炉；炉的两个三通道燃烧器分别设于三次风入口上部或侧部，以便入炉燃料斜喷入三次风气流之中迅速起风燃烧； ②在炉的下部圆筒体内不同的高度设置四个喂料管入口，以利物料分散均布及炉温控制。 ⑤炉的下锥体部位的适当位置设置有脱氮燃料喷嘴，以还原窑气中的氮，满足环保要求； ⑥炉的顶部设有气固流反弹室，使气固流产生碰撞反弹效应，延长物料在炉内滞留时间； ⑦气固流出口设置在炉上椎体顶部的反弹室下部； ⑧由于炉容较DD炉增大，气流、物料在炉内滞留时间增加，有利于燃料完全燃烧和碳酸盐分解。 TSD分解炉 TSD型炉是带旁置旋流预燃室的组合式分解炉（Combination Furnace with spin pre-burning Chamber）见图1-2炉 TSD炉技术特点如下： ①设置了类似RSP型炉的预燃室； ②将DD型炉改造为类似MFC型炉的上升烟道或RSP型窑的MC室（混合室），作为TSD型炉炉区的组成部分，并扩大了DD炉型的上升烟道容积，使TSD炉具有更大的适应性； ③该炉可用于低挥发分煤及质量较差的燃料。 TFD分解炉 TFD型炉是带有旁置流态化悬浮炉的组合型分解炉（Combination Furnace with

1.加热炉工艺计算软件FRNC5使用入门剖析

1.F RNC-5软件的引进与使用概况 中石化集团公司下属的若干设计院（石化工程公司）从1997年开始引进了多套美国PFR公司的通用加热炉工艺计算软件FRNC-5。此软件在加热炉工艺计算中得到很好的应用，发挥了重大作用。 美国PFR公司全称为PFR工程系统公司（PFR Engineering System，Inc ）。公司设在美国洛杉矶，创建于1972年1月，从事热力学系统设计分析和人员培训。该公司的软件产品拥有六十多个用户，遍布六大洲的十五个以上的国家。其中FRNC-5PC软件有二十年以上的使用经验。 本软件可以优化加热炉设计，并可对现有加热炉进行操作分析、加强管理，是一个较为优秀的软件。 2.F RNC-5软件功能与特点 2．1 软件应用范围 本程序可用于炼油、石油化工及热电联合等装置中大多数火焰加热炉及水管锅炉的性能模拟及效率预测。程序采用经过证明了的技术，通过综合迭代，将工艺物流模拟、传热和压力降计算等过程组合在一起。 程序沿物流及烟气流程，逐个管组逐个炉段严格迭代求解，能精确确定加热炉的工艺参数。计算中还指明不利操作状态，如发出炉膛正压、管壁和扩面元件超温、超临界流动以及酸露点腐蚀等警告信息。 程序会算出与显示加热炉的以下工艺参数或不利操作状态： （1）加热炉总热负荷、总热效率，辐射室热负荷 （2）辐射室出口温度（桥墙温度）与烟囱入口处温度 （3）辐射和对流热强度的均值和峰值 （4）辐射段遮蔽段和对流段中所有管组的管壁金属温度和翅片尖端温度的峰值和均值（5）两相流流型及沸腾状态的确定 （6）管内两相流的传热和压降 （7）管外传热和阻力 （8）“阻塞”、“干锅”或“冷端”腐蚀的可能性 2．2 适用的加热炉类型 （1）常减压装置加热炉 （2）铂重整、铂铼重整和强化重整等装置加热炉 （3）重沸炉和过热炉 （4）一氧化碳加热炉和锅炉 （5）脱硫装置原料预热炉 （6）焦化炉和减粘加热炉 （7）润滑油蒸馏和蜡油加热炉

450立方米热风炉设计计算

450m3高炉自身空煤气双预热热风炉设计计算 热风炉的加热能力（1m3高炉有效容积所具有的加热面积） 一般为80～100m2/m3或更高。前苏联5000m3的高炉蓄热面积为104 m2/m3，设计风温1440℃，为目前最高设计风温水平。 蓄热体面积120×450=54000 m2，设计三座热风炉，每座蓄热面积为18000m2，蓄热体单位体积传热面积48 m2/m3，每座热风炉蓄热体体积为375 m3。 蓄热室设计中，烟气流速起主导作用。小于100 m3炉容，烟气流速1.1～1.3Nm/s。炉容255～620 m3，烟气流速1.2～1.5Nm/s。炉容大于1000 m3，烟气流速1.5～2.0Nm/s。 根据资料核算，参考以上烟气流速差异，设计时可采用：蓄热体高度L/蓄热体直径D的方法进行计算。炉容大于1000 m3，L/D=3.5～4；炉容255～620 m3，L/D=3～3.5。 热风炉结构计算实例 450m3高炉热风炉设计计算。为实现热风炉外送热风温度～1150℃，确定热风加热能力为120 m2/m3，如果设置三个热风炉，则每个热风炉的蓄热面积为18000 m2。 热风炉结构的确定：假设蓄热室高/径=3.5，则 3.14×r2×7r×48=18000，r=2.57m，蓄热室直径5.14m，蓄热体高度18m。 燃烧器计算实例 假设高炉利用系数为K=3.5t铁/m3·昼夜，年工作日按355天计算。450m3高炉年产铁量估算为3.5×355×450=559125t。 焦比1：0.5，则冶炼强度i=1.75t焦/m3·昼夜。 高炉入炉风量V 0=Vu·i·v/1440（V 高炉入炉风量，Nm3/min；Vu高炉有效容积， m3；i冶炼强度，t焦/m3·昼夜；v每吨干焦的耗风量，Nm3/ t焦）V =450×1.75×2450/1440=1340 Nm3/min(实际1400)。 热风平均温度1150℃，送风期间热风带走的热焓为：363×1340=486420kcal/ min。(1250时,431.15-46.73=384.42热焓为538188 kcal/ min,供热717584 kcal/ min) 热风炉一个工作周期2.25h，送风期0.75h，燃烧期1.5h。 热风炉效率为75％时，燃烧器每分钟的供热量为1/2×648560(717584)kcal/min，假设高炉煤气的热值为800 kcal/Nm3，则燃烧器每分钟的燃气量为405(448.5) Nm3/ min，燃烧器能力24300(26910) Nm3/h。 根据郝素菊等人编著的《高炉炼铁设计原理》所提供数据，金属套筒式燃烧器烟气在燃烧室内的流速为3～3.5Nm/s，陶瓷燃烧器烟气在燃烧室内的流速为6～7Nm/s。 根据郝素菊等人编著的《高炉炼铁设计原理》所提供数据，陶瓷燃烧器空气、煤气喷口以25～300角相交。一般空气出口速度为30～40m/s，煤气出口速度15～20 m/s。 燃烧器能力27000 Nm3/h，空气量21600 Nm3/h，烟气量48600 Nm3/h。 燃烧混合室直径φ2530mm，烟气流速2.62m/h。 喉口直径Φ1780mm，烟气流速5.3m/h。 由于增加了旁通烟道,燃烧器能力提高10%,29700 Nm3/h,空气20790 Nm3/h,烟气 量50490 Nm3/h, 燃烧混合室直径φ2300mm，面积4.15m2,烟气流速3.38m/h. 喉口直径Φ1736mm，面积2.37m2, 烟气流速5.92m/h。

应用FLUENT进行射流流场的数值模拟

应用FLUENT进行射流流场的数值模拟 谢峻石何枫 清华大学工程力学系 一．引言 射流是流体运动的一种重要类型，射流的研究涉及到许多领域，如热力学、航空航天学、气象学、环境学、燃烧学、航空声学等。在机械制造与加工的过程中，就经常利用压缩空气喷枪喷射出高速射流进行除尘、除水、冷却、雾化、剥离、引射等。在工业生产中，改善气枪喷嘴的设计，提高气枪的工作效率对于节约能源具有重大的意义。 FLUENT是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。本文的工作就是将FLUENT应用于喷嘴射流流场的数值模拟，使我们更加深刻地理解问题产生的机理、为实验研究提供指导，节省实验所需的人力、物力和时间，并对实验结果的整理和规律的得出起到很好的指导作用.。 二．控制方程与湍流模式 非定常可压缩的射流满足如下的N-S方程： （1） 上式中，是控制体，是控制体边界面，W是求解变量，F是无粘通量，G是粘性通量，H是源项。

采用二阶精度的有限体积法对控制方程进行空间离散，时间离散采用Gauss-Seidel隐式迭代。 FLUENT软件包中提供了S-A(Spalart-Allmaras)，K-（包括标准K-、RNG K-和Realizable K-），Reynolds Stress等多种湍流模式，本文在大量数值实验的基础上，亚音速射流选择RNG K-湍流模式，超音速射流选择S-A湍流模式。 三．算例分析 （一）二维轴对称亚声速自由射流 计算了一个出口直径为3mm的轴对称收缩喷嘴的亚声速射流流场，压比为1.45。外流场的计算域为20D×5D（见图1）。 图1 计算域及网格示意图 图2显示的是速度分布，图3、图4分别显示了轴线上的速度分布以及截面上的速度分布计算值与实验值的比较。从图中可以看出，亚声速自由射流轴线上的速度核心区的长度约为5～6D，计算值与实验值吻合的比较一致，证明RNG k-湍流模式适合于轴对称亚音速自由射流的数值模拟。

步进式加热炉设计计算模板

2 10 步进式加热炉设计计算 2.1 热工计算原始数据 （1） 炉子生产率：p=245t/h （2） 被加热金属： 1） 种类：优质碳素结构钢（20#钢） 2） 尺寸：250 >2200 >3600 （mm ）（板坯） 3） 金属开始加热（入炉）温度：t 始=20r 4） 金属加热终了（出炉）表面温度：t 终=1200C 5） 金属加热终了（出炉）断面温差：t < 15C （3） 燃料 1） 种类：焦炉煤气 2） 焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3 3） 煤气不预热：t 煤气=20 °C 表1-1焦炉煤气干成分（％） ⑷ 出炉膛烟气温度：t 废膛=800C ⑸空气预热温度（烧嘴前）：t 空 =350 C 2.2燃烧计算 2.2.3 计算理论空气需要量L c 1 1 m L o 4.76 —CO -H 2 (n —)C n H m 2 2 4 把表2-1中焦炉煤气湿成分代入 1 1 3 3 3 -H 2S O 2 2 2 3 3) 10 (m /m )

L0 4.76 8.7939 険5741 2 24?8184 3 2?8336。碍 2 10 =4.3045m3/m3

V n V CO 2 V H 2O V N 2 V O 2 224计算实际空气需要量Ln 查《燃料及燃烧》，取n=1.1代入 L n nL o 1.1 4.3045 4.7317 标 m 3/标 m 3 实际湿空气消耗量 L n 湿(1 0.00124g) nL o =(1 0.00124 18.9) 4.7317 =6.0999 标 m 3/标 m 3 2.2.5计算燃烧产物成分及生成量 V c°2 (CO nC n H m CO 2) 100 1 79 1.2702 丄 79 4.7317 100 100 =3.7507 标m 3/标m 3 V 02 (L n L 0)标 m /标 m 100 21 4.7317 4.3045 100 =0.0897 标 m 3/标 m 3 燃烧产物生成总量 (56.5741 2 1 24.8184 2 2.8336 2.2899) 100 0.00124 18.9 4.7317 标m 3/标m 3 标m 3/标m 3 (24.8184 8.7939 2 2.8336 3.0290) 1 100 =0.4231 标 m 3/标 m 3 V H 2O (H 2 m C H n m 2 H 2S H 2O) 1 100 0.00124gL n 标 m 3/标 m 3 V N 2 N 2 100 100 Ln 标说标 m =1.2526