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超宽炉膛漆包机烘炉配风参数及温度均匀性研究

作　者: 董红莉
导　师: 马爱纯
学　校: 中南大学
专　业: 动力工程及工程热物理
关键词: 漆包机烘炉配风参数数值模拟温度均匀性正交试验
分类号: TM245.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

超宽炉膛漆包机烘炉具有生产效率高,产量大等优点,但由于炉膛宽度增加,导致生产过程中存在配风参数设计不合理、炉膛宽度方向温度不均匀等问题,开展超宽炉膛漆包机烘炉配风参数及其温度均匀性研究对漆包线的生产具有重要意义。本文以超宽炉膛催化燃烧热风循环卧式漆包机烘炉为研究对象,对其配风参数及温度均匀性进行了优化,主要研究内容和结论如下：(1)对一RXHW3600型漆包机烘炉系统进行了配风参数计算和热平衡计算,结果表明：实际生产中配风参数不合理,致使电加热耗能较大,排废风带走热过多,热效率低,需对烘炉配风参数进行优化。(2)提出了一种漆包机烘炉配风参数优化计算方法,并用该方法计算得到了不同宽度烘炉生产不同线径漆包线所需的配风参数和热效率。由计算可知,生产线径不变时,烘炉热效率不随炉膛宽度变化而变化,生产线径增加时,热效率增加。比较了RXHW3600型漆包机烘炉配风参数优化前后能源利用率,结果表明：配风参数优化后,总能耗降低,电加热能耗减少,热效率由20.37%提高到24.58%。(3)采用数值仿真方法对不同宽度烘炉内温度分布及其影响因素进行分析,结果表明：炉膛宽度方向上温度最大温差为12.8K,不满足最大温差小于5K的工艺要求；不同炉膛宽度下,循环风量对炉膛温度均匀性影响较小；分风道间距越小,炉膛宽度方向温度均匀性越好；炉膛宽度方向上的最大温差随炉膛宽度的增加先增加后减小。(4)以炉膛宽度为2488mm的漆包机烘炉为例,利用正交试验法对三挡板匀风装置内板间距、前上板高度及宽度、后上板高度及宽度和下板高度进行了优化,对单挡板匀风装置内挡板位置、挡板高度和挡板宽度进行了优化,得到满足温度均匀性要求的最优参数组合,在三挡板和单挡板最优参数组合下,最大温差分别为3.49K和3.33K,比优化前降低了12.41K和12.57K,压降分别为18.17Pa和19.8Pa,比优化前降低了13.67Pa和12.04Pa,优化后最大温差和压降均满足工艺要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-17
  1.1 漆包机烘炉的发展前景  10
  1.2 漆包机烘炉基本工作原理  10-12
  1.3 漆包机烘炉的国内外研究现状  12-15
    1.3.1 发展历程  12-13
    1.3.2 研究现状  13-15
  1.4 课题研究意义及主要研究内容  15-17
    1.4.1 研究意义  15
    1.4.2 主要内容  15-17
2 漆包机烘炉配风参数优化研究  17-34
  2.1 配风参数计算方法  17-21
    2.1.1 符号说明  17-19
    2.1.2 新风风量的计算  19
    2.1.3 排废风量的计算  19-20
    2.1.4 循环风量的计算  20-21
  2.2 热平衡计算  21-28
    2.2.1 计算基础  21-23
    2.2.2 配风参数计算  23
    2.2.3 热平衡计算  23-25
    2.2.4 热效率计算  25-27
    2.2.5 热平衡结果分析  27-28
  2.3 配风参数优化计算  28-33
    2.3.1 计算方法  28-29
    2.3.2 计算流程  29
    2.3.3 配风范围选取方法  29-30
    2.3.4 能源利用率分析  30-33
  2.4 本章小结  33-34
3 漆包机烘炉物理场仿真数学模型  34-41
  3.1 物理模型  34-36
    3.1.1 计算区域  34-35
    3.1.2 网格划分  35-36
  3.2 数学模型  36-37
    3.2.1 控制方程  36-37
    3.2.2 湍流模型  37
    3.2.3 辐射模型  37
  3.3 模型验证  37-39
    3.3.1 模型设置  38
    3.3.2 边界条件  38
    3.3.3 验证结果及分析  38-39
  3.4 本章小结  39-41
4 不同宽度烘炉炉膛温度影响规律研究  41-57
  4.1 炉膛宽度的选取  41
  4.2 炉膛温度分布的数值模拟  41-44
    4.2.1 边界条件  41-42
    4.2.2 模拟结果及分析  42-44
  4.3 循环风量对不同宽度烘炉内温度均匀性的影响  44-47
    4.3.1 循环风量的选取  44-45
    4.3.2 模拟结果及分析  45-47
  4.4 分风道间距对不同宽度烘炉内温度均匀性的影响  47-53
    4.4.1 分风道间距的选取  47-49
    4.4.2 模拟结果  49-53
    4.4.3 结果分析  53
  4.5 炉膛宽度对温度均匀性的影响  53-56
  4.6 本章小结  56-57
5 匀风装置对炉膛温度均匀性影响研究  57-77
  5.1 三挡板结构匀风装置漆包机  57-59
  5.2 正交试验法简介  59
  5.3 三挡板结构参数优化  59-69
    5.3.1 单一参数对温度均匀性的影响  59-63
    5.3.2 正交试验方案设计  63-65
    5.3.3 正交试验结果及分析  65-69
  5.4 单挡板结构参数优化  69-74
    5.4.1 单挡板正交试验方案  69-70
    5.4.2 正交试验结果及分析  70-74
  5.5 不同挡板结构最优方案下炉膛温度均匀性对比  74-75
  5.6 本章小结  75-77
6 结论与建议  77-79
  6.1 总结  77-78
  6.2 建议  78-79
参考文献  79-83
附录  83-90
攻读硕士学位期间主要的研究成果  90-91
致谢  91

超宽炉膛漆包机烘炉配风参数及温度均匀性研究

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