發(fā)布時(shí)間：2021-05-05 23:35

　　鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)之一,降低鋼坯熱處理過(guò)程中的事故率對(duì)提高鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量、減少污染物排放和提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,有著極其重要的意義。目前普遍應(yīng)用的連續(xù)式熱處理工業(yè)加熱爐因爐底管道易發(fā)生漏水和斷裂事故,影響正常生產(chǎn)和效益,多年以來(lái)一直備受關(guān)注。本文以推鋼式加熱爐為例,通過(guò)研究管道內(nèi)部水力循環(huán)的傳熱特性及管道結(jié)構(gòu)應(yīng)力的分布特點(diǎn),可為管道結(jié)構(gòu)改進(jìn)優(yōu)化和降低斷裂事故提供參考。本文從爐底管道在加熱爐工作過(guò)程中易發(fā)生應(yīng)力破壞的缺點(diǎn)入手,進(jìn)行了管道的內(nèi)部傳熱特性和結(jié)構(gòu)力學(xué)特性研究。首先,基于傳熱學(xué)理論對(duì)管道和外壁面耐火材料進(jìn)行熱參數(shù)計(jì)算,得到了初始邊界條件;其次,考慮模型體積和結(jié)果準(zhǔn)確性的影響,利用Solidworks軟件建立了簡(jiǎn)化管道進(jìn)口段三維模型并對(duì)其進(jìn)行了流固一體網(wǎng)格劃分;然后,利用Fluent流體分析軟件,結(jié)合傳熱學(xué)和流固耦合理論對(duì)模型進(jìn)行了仿真分析,探究了工況參數(shù)對(duì)管道內(nèi)部流體傳熱的影響,得到了流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和溫度分布情況,并對(duì)管道彎曲處和水平處的二次流現(xiàn)象進(jìn)行了研究,分析了二次流的流動(dòng)特性;最后,通過(guò)流熱固耦合的方法,基于彈性力學(xué)和塑性力學(xué)原理對(duì)截取的直管段模型進(jìn)行了仿真分析,得到了管... 

【文章來(lái)源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景及意義
        1.1.2 工業(yè)爐概述
    1.2 流熱固耦合的研究發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)內(nèi)流熱固耦合研究進(jìn)展
        1.2.2 國(guó)外流熱固耦合研究進(jìn)展
    1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第2章 冷卻水管概述及熱計(jì)算
    2.1 冷卻水管分類
    2.2 汽化冷卻水循環(huán)原理
        2.2.1 自然循環(huán)
        2.2.2 強(qiáng)制循環(huán)
    2.3 汽化冷卻系統(tǒng)的主要性能參數(shù)
    2.4 冷卻水管熱參數(shù)計(jì)算
        2.4.1 冷卻水管的傳熱基礎(chǔ)
        2.4.2 冷卻水管的包扎結(jié)構(gòu)
        2.4.3 耐火材料和水管熱力學(xué)參數(shù)
        2.4.4 管道壁面熱計(jì)算
    2.5 本章小結(jié)
第3章 流體計(jì)算模型
    3.1 CFD數(shù)值模擬方法及流程
    3.2 流場(chǎng)模擬的基本控制方程
        3.2.1 連續(xù)性方程
        3.2.2 動(dòng)量守恒方程
        3.2.3 能量守恒方程
    3.3 湍流模型
    3.4 湍流模型的選取
    3.5 本章小結(jié)
第4章 工業(yè)爐冷卻水管的流動(dòng)及傳熱分析
    4.1 前處理
        4.1.1 幾何模型及網(wǎng)格劃分
        4.1.2 網(wǎng)格劃分
        4.1.3 數(shù)值方法及邊界條件
        4.1.4 進(jìn)口段出口壓力的確定
    4.2 進(jìn)口段流場(chǎng)與溫度分布
        4.2.1 進(jìn)口段速度分布
        4.2.2 進(jìn)口段溫度分布
        4.2.3 進(jìn)口段壓力分布
    4.3 工況參數(shù)對(duì)傳熱的影響
        4.3.1 不同進(jìn)口速度的傳熱分析
        4.3.2 不同對(duì)流換熱系數(shù)下的傳熱分析
    4.4 管道的流動(dòng)傳熱特性
        4.4.1 彎管處二次流
        4.4.2 水平管處的二次流
    4.5 本章小結(jié)
第5章 受熱管段的流熱固耦合強(qiáng)度分析
    5.1 流熱固耦合理論基礎(chǔ)
        5.1.1 管道傳熱理論
        5.1.2 管道變形理論
        5.1.3 流體對(duì)固體結(jié)構(gòu)影響
        5.1.4 流熱固耦合理論
    5.2 流熱固耦合的計(jì)算方法及思路
    5.3 前處理
        5.3.1 幾何模型的建立
        5.3.2 網(wǎng)格劃分
        5.3.3 材料設(shè)置
        5.3.4 邊界條件的設(shè)定
        5.3.5 外載荷的施加
        5.3.6 內(nèi)載荷的施加
    5.4 計(jì)算結(jié)果分析
        5.4.1 溫度場(chǎng)結(jié)果分析
        5.4.2 結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析
        5.4.3 管道應(yīng)力分布
        5.4.4 結(jié)構(gòu)變化對(duì)應(yīng)力的影響
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]供給側(cè)改革背景下解決我國(guó)鋼鐵產(chǎn)能過(guò)剩對(duì)策的思考[J]. 國(guó)雨龍,徐冬先.  中國(guó)管理信息化. 2018(19)
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[3]我國(guó)現(xiàn)代冶金機(jī)械設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J]. 杜牧.  世界有色金屬. 2017(20)
[4]推鋼式加熱爐爐筋管開(kāi)裂原因分析[J]. 宋亞虎,毛寬亮,張磊磊,趙學(xué)謙,郭亞森,王博,孫勝偉,胡寒婷.  金屬加工(熱加工). 2017(18)
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[6]新型全熱滑軌在軋鋼加熱爐上的開(kāi)發(fā)應(yīng)用[J]. 馮峰,劉偉.  工業(yè)爐. 2016(05)
[7]鋼材深加工行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 趙豫.  現(xiàn)代企業(yè). 2016(06)
[8]推鋼式軋鋼加熱爐水梁漏水原因分析及技術(shù)改造[J]. 龍靜濤.  科技與創(chuàng)新. 2015(14)
[9]基于流固耦合的蒸汽發(fā)生器換熱管結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析[J]. 孫寶芝,鄭陸松,韓文靜,張國(guó)磊,劉尚華.  化工學(xué)報(bào). 2014(S1)
[10]淺談工業(yè)爐發(fā)展、分類及熱工性能分析[J]. 王選濤,田冰,閆永霞.  科技視界. 2014(08)

碩士論文
[1]我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題研究[D]. 郭陽(yáng).中央民族大學(xué) 2017
[2]蒸汽發(fā)生器傳熱管雙向流熱固耦合數(shù)值分析[D]. 趙潁杰.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[3]考慮關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的氣缸蓋熱—流—固耦合仿真分析[D]. 楊松林.北京理工大學(xué) 2016
[4]步進(jìn)梁式加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)的熱交換研究[D]. 羅定.武漢科技大學(xué) 2015
[5]管式加熱爐內(nèi)燃燒與傳熱的數(shù)值模擬[D]. 崔夢(mèng)嬌.大連理工大學(xué) 2015
[6]管道氣液兩相流流型及熱—流—固耦合數(shù)值模擬研究[D]. 阮龍飛.長(zhǎng)江大學(xué) 2015
[7]加熱爐爐管多場(chǎng)耦合力學(xué)分析[D]. 李巧珍.東北石油大學(xué) 2011
[8]基于FLUENT的加熱爐模擬與優(yōu)化[D]. 鄭志偉.中國(guó)石油大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3170802