發(fā)布時(shí)間：2019-04-15 20:30

【摘要】：冶金行業(yè)是一個(gè)國(guó)家的基礎(chǔ)行業(yè),其為國(guó)家的建設(shè)和發(fā)展提供源源不斷的金屬材料。尤其是在中國(guó),當(dāng)前鋼鐵仍然被大量需求。據(jù)報(bào)道,中國(guó)早已經(jīng)成為世界上第一大冶煉國(guó)家。但是,相比于世界先進(jìn)水平,我國(guó)的冶金工業(yè)科技依然是“大而弱”,粗放式地生產(chǎn)必然會(huì)帶來(lái)冶煉廠房?jī)?nèi)空氣品質(zhì)的降低。在冶煉過(guò)程中,由于金屬礦物質(zhì)均帶有雜質(zhì),導(dǎo)致了金屬熔體不可避免地產(chǎn)生浮渣。在冶煉廠房?jī)?nèi),工人需要將金屬熔體內(nèi)的浮渣扒出熔爐外,而在浮渣出爐的瞬間,其會(huì)參加氧化反應(yīng)而生成大量的濃煙,危害工人健康。因此,如何有效地控制并排出冶煉廠房?jī)?nèi)浮渣產(chǎn)生的煙塵,是本課題研究的重點(diǎn)。本文基于CFD(Computational Fluid Dynamics)技術(shù)工具,進(jìn)行了煙塵物理和運(yùn)動(dòng)特性的分析,使用歐拉-拉格朗日計(jì)算方法來(lái)計(jì)算室內(nèi)高溫?zé)焿m在熱浮升力等作用下的運(yùn)動(dòng)情況。并在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下,測(cè)試了衛(wèi)生香燃燒所產(chǎn)生的煙塵在室內(nèi)空氣中的運(yùn)動(dòng)情況,從而驗(yàn)證了CFD方法的正確性。最后,使用Fluent軟件對(duì)冶煉廠房?jī)?nèi)浮渣上部的局部排氣罩進(jìn)行仿真分析和設(shè)計(jì)優(yōu)化,并得到了以下重要結(jié)論:(1)在無(wú)橫向氣流干擾的情況下,排氣罩形狀(b)對(duì)煙塵顆粒的控制效果更好;(2)在固定排氣罩距地高度和截面尺寸下,吸氣壓力越高,其對(duì)煙塵的控制效果越好,但也更耗能;綜合考慮下,選定最佳吸氣壓力為300Pa;(3)在固定排氣罩吸氣壓力和截面尺寸下,排氣罩距地高度越小,對(duì)煙塵的控制效果越好。但是,為了考慮工人工作的便利性,取排氣罩的最佳距地高度為1.5m;(4)在固定排氣罩吸氣壓力和距地高度下,為了保證對(duì)煙塵顆粒的控制效果,排氣罩的截面尺寸既不宜過(guò)大,也不宜過(guò)小。經(jīng)比較,當(dāng)下部污染源面的邊長(zhǎng)為0.4(m)時(shí),確定最佳的排氣罩的截面尺寸為L(zhǎng)=1.0m。最后,CFD技術(shù)優(yōu)化的最佳排氣罩設(shè)計(jì)為:吸氣壓力300Pa、距地高度1.5m、截面尺寸為L(zhǎng)=1.0m的(b)形排氣罩。
[Abstract]:Metallurgical industry is the basic industry of a country, which provides a continuous supply of metal materials for the construction and development of the country. Especially in China, steel is still in demand. According to reports, China has long become the world's largest smelting country. However, compared with the advanced level of the world, the metallurgical industry science and technology of our country is still "big and weak", extensive production will inevitably bring about the reduction of the air quality in the smelting plant. In the smelting process, the metal melt inevitably produces scum due to the impurities in the metal minerals. In the smelting plant, workers need to pull the slag from the molten metal melt out of the melting furnace, and when the slag comes out of the furnace, it will take part in the oxidation reaction and produce a large amount of smoke, which is harmful to the health of the workers. Therefore, how to effectively control and discharge the dust from the slag in the smelting plant is the focus of this paper. In this paper, the physical and dynamic characteristics of smoke and dust are analyzed based on CFD (Computational Fluid Dynamics) technology. The Euler-Lagrangian calculation method is used to calculate the motion of indoor high-temperature smoke and dust under the action of thermal buoyancy and so on. The movement of smoke and dust produced by sanitary incense combustion in indoor air was tested under the existing experimental conditions, and the correctness of CFD method was verified. Finally, the Fluent software is used to simulate and optimize the partial exhaust hood of the upper part of the slag in the smelting plant, and the following important conclusions are obtained: (1) without the interference of transverse air flow, the main results are as follows: (1) without the interference of transverse airflow, The exhaust hood shape (b) has better control effect on smoke and dust particles. (2) the higher the suction pressure is, the better the smoke control effect, but also the more energy consumption, under the fixed exhaust hood height from the ground and the cross-section size, the optimum suction pressure is 300 Pa. (3) under the fixed suction pressure and cross-section size of the exhaust hood, the smaller the exhaust hood to the ground height, the better the control effect on the smoke and dust. However, in order to consider the convenience of the worker's work, the optimum distance between the exhaust hood and the ground is 1.5 m; (4) under the condition of fixed suction pressure and height from the ground, the cross-section size of the exhaust hood should not be too large or too small in order to ensure the control effect of the smoke particles. By comparison, when the edge length of the lower pollution source surface is 0.4 (m), the optimum cross section size of the exhaust hood is 1. 0 m. Finally, the optimum design of exhaust hood based on CFD technology is as follows: suction pressure 300Pa, height 1.5m from ground, (b)-shaped exhaust hood with cross-section size 1.0m.
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X756

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 鄧若愚;金玉珍;胡旭東;;基于CFD的噴氣織機(jī)電磁閥特性分析[J];浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年04期

2 耿全月;王捷;羅南;賈輝;;CFD技術(shù)在膜過(guò)濾過(guò)程中的應(yīng)用[J];工業(yè)水處理;2012年03期

3 林永明;高翔;俞保云;施平平;鐘毅;駱仲泱;岑可法;;計(jì)算流體力學(xué)(CFD)在大型濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J];熱力發(fā)電;2005年12期

4 秦宏波,白曉寧,胡壽根;基于CFD的管道固液兩相流體輸送的數(shù)值計(jì)算及實(shí)驗(yàn)對(duì)比[J];水力采煤與管道運(yùn)輸;2001年02期

5 劉國(guó)輝;馬曉茜;余昭勝;;利用CFD技術(shù)對(duì)城市生活垃圾富氧燃燒特性分析[J];熱能動(dòng)力工程;2009年02期

6 張敏華;甘瑤瓊;耿中峰;;內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器CFD氣液兩相流模擬研究[J];計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué);2014年03期

7 鐘毅;高翔;王惠挺;駱仲泱;倪明江;岑可法;;基于CFD技術(shù)的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)性能優(yōu)化[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2008年32期

8 蘇永升;王恒杰;曹利軍;;應(yīng)用CFD消除氣流脈動(dòng)[J];華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年04期

9 田楠;劉暉;楊秘;黃曉東;張繼偉;張強(qiáng);闞濤濤;;CFD油田防垢劑的篩選與性能評(píng)價(jià)[J];應(yīng)用化工;2013年11期

10 羅然;張偉;王家輝;何進(jìn);;用CFD確定物性參數(shù)對(duì)井下油水分離效率的影響[J];石油和化工設(shè)備;2010年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 閻超;;CFD在我國(guó)航天中的應(yīng)用[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

2 高亞甫;韓志航;唐輝;張波;劉喜超;殷志鵬;;CFD軟件在核電站設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[A];中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告（第二卷）——中國(guó)核學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第2冊(cè)（鈾礦冶分卷、核能動(dòng)力分卷（上））[C];2011年

3 齊學(xué)義;張慶;;軸伸貫流式水輪機(jī)CFD計(jì)算的性能分析[A];2008全國(guó)能源與熱工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

4 王影;蘇玉民;金星;張旭婷;;基于CFD法對(duì)螺旋槳及其節(jié)能附體的水動(dòng)力預(yù)報(bào)[A];2013年船舶水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

5 趙連會(huì);羅劍楓;黃志慧;;某型壓氣機(jī)三維CFD計(jì)算分析[A];中國(guó)動(dòng)力工程學(xué)會(huì)透平專業(yè)委員會(huì)2010年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2010年

6 馮佰威;劉祖源;詹成勝;常海超;程細(xì)得;;基于CFD的集裝箱船球首阻力優(yōu)化研究[A];2010年MIS/S&A學(xué)術(shù)交流會(huì)議論文集（中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)論文集）[C];2010年

7 王旭;孫炳楠;陳勇;樓文娟;;基于CFD的住宅小區(qū)風(fēng)環(huán)境的研究[A];工程三維模型與虛擬現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)——第二屆工程建設(shè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用創(chuàng)新論壇論文集[C];2009年

8 徐志鵬;王宣銀;羅語(yǔ)溪;;基于CFD的高壓氣動(dòng)減壓閥流場(chǎng)分析[A];第五屆全國(guó)流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議暨2008年中國(guó)航空學(xué)會(huì)液壓與氣動(dòng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

9 李勇;王作杰;張松;;CFD技術(shù)在袋除塵器及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的實(shí)踐[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)環(huán)保學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

10 王艷霞;陳京普;;基于CFD技術(shù)的工程船線型優(yōu)化研究[A];第十一屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第二十四屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)并周培源誕辰110周年紀(jì)念大會(huì)文集（下冊(cè)）[C];2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 曾瑤源;多層超圖剖分算法及其在大規(guī)模CFD并行計(jì)算中的應(yīng)用研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

2 王曉微;基于CFD的大棚微氣候與通風(fēng)調(diào)控研究[D];武漢大學(xué);2013年

3 何延?xùn)|;基于CFD的大功率調(diào)速型液力偶合器設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2009年

4 閆潤(rùn)生;CFD和電容層析成像技術(shù)及其在下行床的應(yīng)用[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2006年

5 方建華;基于CFD的工程機(jī)械抗性消聲器設(shè)計(jì)與性能分析[D];山東大學(xué);2009年

6 文華;基于CFD的柴油機(jī)噴霧混合過(guò)程的多維數(shù)值模擬[D];華中科技大學(xué);2004年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 秦志勇;基于CFD小梯度海底對(duì)流場(chǎng)分布影響的研究[D];大連海事大學(xué);2015年

2 刁富強(qiáng);基于CFD的滑板式調(diào)節(jié)閥流場(chǎng)的數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];重慶理工大學(xué);2015年

3 李玉倩;集成眾核平臺(tái)上CFD程序性能評(píng)測(cè)技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

4 朱鵬飛;基于CFD的多組合半球體繞流特征的數(shù)值研究[D];大連海事大學(xué);2016年

5 徐亮亮;基于CFD調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];華東理工大學(xué);2016年

6 李永真;基于CFD的太陽(yáng)能水箱蓄能的動(dòng)態(tài)特性研究及其熱力學(xué)性能優(yōu)化分析[D];山東建筑大學(xué);2016年

7 張淼;履帶式沙灘清潔車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[D];廈門(mén)理工學(xué)院;2015年

8 林磊;基于CFD的道路除冰車(chē)蒸汽射流裝置分析與優(yōu)化[D];華中科技大學(xué);2014年

9 朱向東;基于CFD的復(fù)雜地形風(fēng)電場(chǎng)微觀選址技術(shù)研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

10 陳遠(yuǎn)超;基于CFD的船舶數(shù)值水池研究[D];中國(guó)艦船研究院;2016年

，

本文編號(hào)：2458471