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链篦机—回转窑系统的热风流工艺及FLUENT仿真

作　者: 陈沥强
导　师: 张西良
学　校: 江苏大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 链篦机-回转窑系统传热学理论热风流工艺设计 FLUENT仿真
分类号: TF046.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

链篦机-回转窑球团生产法具有原料适应性强、生产能力大、焙烧均匀、球团品位高、余热可回收利用等优点,近年来在我国发展迅速。目前链篦机-回转窑系统的热风流工艺存在的主要问题:系统低温废气直接排放;链篦机回程段篦床散发出大量热量,没有进行回收利用;环冷机回收气体温度不高等。导致余热循环回收利用效率低,排放污染大。为此,开展链篦机-回转窑系统的热风流工艺改进设计,进一步减少废气排放,提高余热回收利用效率,达到节约能源的目的,对社会经济发展具有重要意义。主要工作包括三方面内容。(1)链篦机-回转窑系统的热风流工艺改进设计。在分析目前的链篦机-回转窑球团制造流程和热风流工艺基础上,针对目前存在的余热回收利用效率低和废气排放量大等问题,提出基于多次对流传热的余热循环回收利用方法,对链篦机-回转窑系统的热风流工艺进行改进设计。(2)余热回收理论分析及结构设计。一方面根据链篦机结构和传热学理论,结合240万吨链篦机工艺特点及技术要求,设计篦床余热回收装置,对篦床余热的多次对流传热进行理论估算,得到篦床余热回收率达到60%以上;另一方面,分析环冷机结构和工作原理,结合240万吨环冷机工艺特点及技术要求,对环冷机热风流工艺的多次对流传热进行理论估算,得到改进设计的新热风流工艺比目前的热风流工艺对应区段的出口气体温度分别高出106℃、168℃、52℃左右。(3)热风流工艺的计算流体动力学分析。基于计算流体动力学理论,应用前处理软件GAMBIT和FLUENT仿真软件,分别对篦床余热回收装置和环冷机热风流工艺进行了仿真分析,结果表明:篦床余热回收段各出口气体温度分别为268℃、354℃、427℃,余热回收率与理论计算基本一致;环冷机新热风流工艺各区段的出口气体温度升高值与理论计算基本吻合。理论计算与仿真分析表明,对链篦机-回转窑系统的热风流工艺进行改进设计有效可行,对以后的工程实际应用具有较强的参考价值和指导作用。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-17
  1.1 课题来源与研究背景  11-13
    1.1.1 课题来源  11
    1.1.2 课题研究背景  11-13
    1.1.3 研究的目的及意义  13
  1.2 研究现状与发展趋势  13-15
    1.2.1 国外研究现状  13-14
    1.2.2 国内研究现状  14-15
  1.3 研究的主要内容  15-17
第二章链篦机-回转窑系统的热风流工艺改进设计  17-26
  2.1 链篦机-回转窑系统的球团制造流程分析  17-20
  2.2 链篦机-回转窑系统的热风流工艺分析  20-21
  2.3 链篦机-回转窑系统的问题分析  21-22
    2.3.1 链篦机工作过程中存在的问题分析  21
    2.3.2 环冷机工作过程中存在的问题分析  21-22
  2.4 链篦机-回转窑系统的热风流工艺改进设计  22-24
    2.4.1 球团输送过程  22-23
    2.4.2 新热风流工艺过程  23-24
    2.4.3 新热风流工艺的特点  24
  2.5 本章小结  24-26
第三章余热回收的理论分析及结构设计  26-39
  3.1 链篦机结构及工作原理  26
  3.2 链篦机篦床余热回收装置的结构设计  26-31
    3.2.1 总体设计  26-28
    3.2.2 零部件的设计计算  28-31
  3.3 链篦机篦床余热回收的理论分析  31-35
    3.3.1 传热学理论  31-33
    3.3.2 篦床余热回收热量估算  33-35
  3.4 环冷机结构及工作原理  35-36
  3.5 环冷机球团余热回收热量的理论分析  36-37
    3.5.1 环冷机目前的热风流工艺回收热量估算  36-37
    3.5.2 环冷机新热风流工艺回收热量估算  37
  3.6 本章小结  37-39
第四章热风流工艺的计算流体动力学分析  39-60
  4.1 仿真理论基础  39-44
    4.1.1 计算流体动力学简介  39-40
    4.1.2 计算流体动力学的特征及优势  40-42
    4.1.3 数学模型  42-44
  4.2 FLUENT仿真软件  44-46
    4.2.1 前处理软件GAMBIT概述  44-45
    4.2.2 FLUENT软件介绍  45-46
  4.3 链篦机篦床余热回收装置仿真分析  46-53
    4.3.1 仿真几何模型简化与建立  46-47
    4.3.2 网格划分  47-49
    4.3.3 边界条件设置  49-50
    4.3.4 仿真计算过程  50-51
    4.3.5 仿真结果分析  51-53
    4.3.6 回收热量估算值与仿真数据对比分析  53
  4.4 环冷机热风流工艺仿真分析  53-59
    4.4.1 仿真几何模型简化与假设  53-54
    4.4.2 仿真步骤与计算过程  54-55
    4.4.3 仿真结果分析  55-58
    4.4.4 回收热量估算值与仿真数据对比分析  58-59
  4.5 本章小结  59-60
第五章结论与展望  60-62
  5.1 结论  60
  5.2 展望  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目  66

链篦机—回转窑系统的热风流工艺及FLUENT仿真

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