隨著中國國際化進(jìn)程的不斷發(fā)展,我國鋼鐵企業(yè)產(chǎn)品制造過程中對加熱的要求日益升高,為了防止鋼材產(chǎn)品與爐內(nèi)高溫氣氛接觸造成的脫碳和氧化等,間接加熱技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛,輻射管是實現(xiàn)間接加熱功能的重要熱設(shè)備,如何提高輻射管表面的溫度均勻性,延長其使用壽命已成為了國內(nèi)外學(xué)者的重要目標(biāo);同時隨著節(jié)能減排政策的不斷落實,如何合理減少輻射管內(nèi)高溫燃燒產(chǎn)物中的氮氧化物含量,也成為眾多學(xué)者所努力的方向。本文針對W型輻射管的熱過程進(jìn)行了三維數(shù)值模擬研究,建立了包括燃燒器的W型輻射管熱過程物理模型和數(shù)學(xué)模型,并通過已有的實驗數(shù)據(jù)驗證了模型的準(zhǔn)確性;模擬分析對比了單步反應(yīng)機(jī)理與多步反應(yīng)機(jī)理情況下,W型輻射管管內(nèi)熱過程的流動及燃燒特征,研究了不同操作參數(shù)對輻射管熱過程的影響,以及兩種結(jié)構(gòu)的燃燒器在W型輻射管中的表現(xiàn)情況,并通過ANSYS Static Structural模塊預(yù)測了輻射管熱過程管壁熱應(yīng)力的分布情況。數(shù)值模擬得出的主要結(jié)論包括:輻射管壁面溫度分布不均勻與管體結(jié)構(gòu)特征有著密切的關(guān)系;通過對比發(fā)現(xiàn)采用甲烷的多步反應(yīng)機(jī)理可以更好的預(yù)測管體內(nèi)的燃燒與流動現(xiàn)象;不同的燃燒器結(jié)構(gòu)對輻射管內(nèi)燃燒和流動影響顯著,不同... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 研究動態(tài)
        1.2.1 燃?xì)廨椛涔?br>        1.2.2 燃?xì)廨椛涔馨l(fā)展歷史
        1.2.3 燃?xì)廨椛涔車鴥?nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
第2章 W型輻射管數(shù)學(xué)物理模型
    2.1 數(shù)值計算工具與流程
    2.2 W型輻射管物理及離散模型
        2.2.1 W型輻射管模型
        2.2.2 W型輻射管簡化模型及離散化
    2.3 W型輻射管數(shù)學(xué)模型及模型選用
        2.3.1 湍流流動模型
        2.3.2 燃燒模型
        2.3.3 輻射模型
    2.4 邊界條件及模型選用
    2.5 本章小結(jié)
第3章 帶配風(fēng)盤式燃燒器輻射管熱過程分析
    3.1 輻射管模型驗證
    3.2 輻射管內(nèi)熱過程分析
        3.2.1 單步與多步反應(yīng)機(jī)理燃燒狀況的對比
    3.3 配風(fēng)盤式燃燒器流場特征分析
        3.3.1 配風(fēng)盤式燃燒器燃燒特征分析
    3.4 燃?xì)饬髁繉椛涔苄阅艿挠绊?br>    3.5 空氣預(yù)熱溫度對輻射管性能的影響
    3.6 輻射管彈塑性形變分析
        3.6.1 無約束輻射管彈塑性變形分析
        3.6.2 固定約束下輻射管彈塑性變性分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 帶燃燒筒式燃燒器輻射管熱過程分析
    4.1 燃燒筒式輻射管熱過程分析
        4.1.1 燃燒筒式燃燒器流場特征分析
        4.1.2 燃燒筒式燃燒器燃燒特征分析
    4.2 燃?xì)饬髁颗c預(yù)熱溫度對輻射管性能的影響
    4.3 兩種燃燒器熱應(yīng)變分布比較
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]分區(qū)分級雙P型輻射管噴口結(jié)構(gòu)位置特性[J]. 徐錢,馮俊小,周聞華,陳艷梅.  工程科學(xué)學(xué)報. 2017(05)
[2]輻射管對加熱爐內(nèi)部燃燒影響的數(shù)值模擬與試驗研究[J]. 韓守鵬,李宇翔,孟令山,徐洪濤.  熱能動力工程. 2017(05)
[3]燃料分級與煙氣再循環(huán)對天然氣低氮燃燒特性影響機(jī)理[J]. 宋少鵬,卓建坤,李娜,姚強(qiáng),焦偉紅,宋光武,潘濤.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2016(24)
[4]分區(qū)分級燃?xì)廨椛涔苣Ｐ万炞C及仿真研究[J]. 徐錢,馮俊小,周聞華,董杰,侯煜.  工程科學(xué)學(xué)報. 2016(11)
[5]基于正交試驗的雙P型輻射管三級燃燒器低NOx仿真[J]. 馮俊小,陳艷梅,劉興杰,吳啟明.  工程科學(xué)學(xué)報. 2016(10)
[6]基于CFD雙P型輻射管扁形度的影響特性[J]. 馮俊小,陳艷梅,劉興杰,吳啟明.  工程科學(xué)學(xué)報. 2016(08)
[7]煙氣再循環(huán)技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 蘭健,呂田,金永星.  節(jié)能. 2015(10)
[8]帶煙氣循環(huán)的W型輻射管流動傳熱及NOx排放特性[J]. 馮俊小,姜敏,周聞華,吳啟明,向順華.  北京科技大學(xué)學(xué)報. 2014(11)
[9]帶煙氣回流W型輻射管加熱裝置的性能分析[J]. 宋中華,丁翠嬌,楊超.  工業(yè)加熱. 2014(05)
[10]加熱爐輻射管的技術(shù)進(jìn)化路線分析[J]. 汪建新,胡依景,吳啟明,王昱博,曹先清.  金屬熱處理. 2014(10)

博士論文
[1]雙P型輻射管高效低NOx熱過程及性能研究[D]. 陳艷梅.北京科技大學(xué) 2017
[2]燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室柔和燃燒機(jī)理與性能研究[D]. 黃明明.中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2014



本文編號：3184822