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加熱爐熱過程數(shù)學(xué)模型方法

1999年12月第18卷第4期包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào)

JournalofBaotouUniversityofIronandSteelTechnologyDecember,1999Vol.18,No.4

　　文章編號:1004-9762(1999)04-0423-05

加熱爐熱過程數(shù)學(xué)模型方法

任雁秋1,李義科1,賀友多2,高仲龍3,溫　治3

31北京科技大學(xué)熱能工程系,北京　100083)

Ξ

(11包頭鋼鐵學(xué)院環(huán)境工程系,內(nèi)蒙古包頭　014010;21包頭鋼鐵學(xué)院包頭　014010;

關(guān)鍵詞:加熱爐;數(shù)學(xué)模型;流場;溫度場;燃燒;中圖分類號:TG31511+1　　　摘　要:,系統(tǒng)地說明了數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜性和涉及的學(xué)科與技術(shù)領(lǐng)域,1

aticalmodelmethodsofthermalprocess

inreheatingfurnace

RENYan2qiu1,LIYi2ke1,HEYou2duo2,GAOZhong2long3,WENZhi3

(1.DepartmentofEnvironmentEngineering,UISTBaotou,Baotou014010,China;2.InstituteofMetallurgicalEngineering,UISTBaotou,Baotou014010,China;3.DepartmentofThermalEnergyEngineering,USTBeijing,Beijing100083,China)Keywords:reheatingfurnace;mathematicalmodel;flowfield;temperaturefield;combustion;heattransfer

Abstract:Thestudyingmethodsofmathematicalmodelonthermalprocessinreheatingfurnacearecomparedandanalyzed.Theacademicfieldsinvolvedandcomplicationoftheresearcharealsoillustrated.Thatishelpfultotheresearchersandengineersinthefield.

　　我國有近700座軋鋼加熱爐,500多座均熱爐

坑,年耗能1500多萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占整個鋼鐵工業(yè)能

1〕

耗的20%左右〔1隨著連鑄技術(shù)的不斷發(fā)展與普及,軋鋼工序節(jié)能的重點(diǎn)是軋鋼加熱爐的技術(shù)改造1同時,隨著軋機(jī)生產(chǎn)能力和軋制產(chǎn)品質(zhì)量的提高,軋鋼加熱爐將向自動化與計(jì)算機(jī)控制方向發(fā)展1深入研究工業(yè)加熱爐熱過程的數(shù)學(xué)模型及應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化燒鋼的自動控制,對提高鋼鐵

2〕

工業(yè)生產(chǎn)水平有著深遠(yuǎn)的意義〔1軋鋼加熱爐在鋼鐵企業(yè)中占有重要的地位,它的任務(wù)是加熱鋼坯,使鋼坯表面溫度及其溫度分布滿足軋制要求1在加熱過程中,爐溫過高或在爐內(nèi)停留時間過長,會造成鋼坯表面氧化鐵皮的增厚,這

直接關(guān)系到鋼坯的成材率和鋼材的質(zhì)量;爐溫過低,軋機(jī)無法順利軋制,嚴(yán)重磨損軋輥,縮短軋機(jī)使用壽

命,損毀其它配套機(jī)電設(shè)備1這些都直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益1所以,研究軋鋼加熱爐的熱過程并對其生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)優(yōu)化控制是當(dāng)前軋鋼生產(chǎn)過程中增效節(jié)支、節(jié)能降耗的重要技術(shù)途徑1加熱爐熱過程的理論研究可以通過建立完整的熱過程數(shù)學(xué)模型進(jìn)行1

在本世紀(jì)50年代,由于計(jì)算機(jī)內(nèi)存與計(jì)算機(jī)速度的限制,對于工業(yè)爐數(shù)學(xué)模型的研究最先使用的是零維模型(Zero2dimensionalmodel),即“充分?jǐn)嚢璧?/p>

2～5〕

(Well2stirredfurnace)〔爐膛”,該模型認(rèn)為爐內(nèi)的氣體(包括火焰)溫度、組分是均勻的1但這種模型的假設(shè)條件與實(shí)際情況相差較大,因此,零維模型的使用受到了一定的限制1隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,為了能夠比較真實(shí)地描述工業(yè)爐的熱交換過程,數(shù)學(xué)模型研究得到了較快的發(fā)展1

Ξ收稿日期:1999-10-12

作者簡介:任雁秋(1960-),男,山西天鎮(zhèn)人,包頭鋼鐵學(xué)院副教授,北京科技大學(xué)博士研究生,主要從事熱能工程研究1

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