發(fā)布時間：2021-02-21 11:17

　　隨著高爐冶煉強度的提高,要求熱風(fēng)爐強化燃燒,由于設(shè)計熱風(fēng)爐時未考慮到強化燃燒的需求,因此在高爐強化冶煉時熱風(fēng)爐出現(xiàn)振動問題。目前國內(nèi)外對熱風(fēng)爐振動研究尚少,對熱風(fēng)爐內(nèi)的氣體運動、燃燒過程和振動三者之間的關(guān)系認識不夠明確,因而有必要研究熱風(fēng)爐內(nèi)氣體運動、燃燒過程和振動特性,為熱風(fēng)爐的設(shè)計和操作提供理論支撐。以某鋼鐵廠的霍戈文內(nèi)燃式熱風(fēng)爐為研究對象。首先,對該廠的熱風(fēng)爐振動特性進行了現(xiàn)場測試;然后通過CFD仿真,分析了燃燒室內(nèi)的氣體流動與燃燒過程;對燃燒室內(nèi)的壓力與溫度波動進行瞬態(tài)計算,通過FFT分析,探討了燃燒室內(nèi)溫度與壓力波動的頻譜,并與熱風(fēng)爐振動特性進行對比分析。在此基礎(chǔ)上研究了熱風(fēng)爐煤氣噴口尺寸、空氣噴口傾角、空氣兩側(cè)流量分配等因素對燃燒與振動的影響。通過研究,基本弄清了熱風(fēng)爐燃燒室內(nèi)的氣體運動、燃燒過程和熱風(fēng)爐振動三者之間的關(guān)系,得出的主要結(jié)論如下:（1）現(xiàn)場振動測試表明:熱風(fēng)爐振動主要是燃燒引起的;爐體和平臺振動的最大振幅對應(yīng)頻率集中在20Hz以內(nèi)。（2）在燃燒室底部靠近壁面位置有一個低速回流區(qū),該回流區(qū)促進了空氣和煤氣的混合,有利于火焰的穩(wěn)定;空氣環(huán)道的高度決定了環(huán)道內(nèi)流速的... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 內(nèi)燃式熱風(fēng)爐簡介
        1.2.1 內(nèi)燃式熱風(fēng)爐發(fā)展歷史沿革
        1.2.2 內(nèi)燃式熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)形式及特點
        1.2.3 霍戈文內(nèi)燃式熱風(fēng)爐
        1.2.4 內(nèi)燃式熱風(fēng)爐的基本工作原理
    1.3 內(nèi)燃式熱風(fēng)爐燃燒振動現(xiàn)象
        1.3.1 內(nèi)燃式熱風(fēng)爐的燃燒振動現(xiàn)象
        1.3.2 內(nèi)燃式熱風(fēng)爐的燃燒振動機理
    1.4 燃燒振動的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 燃燒不穩(wěn)定性
        1.4.2 熱風(fēng)爐流體力學(xué)特性
        1.4.3 熱風(fēng)爐燃燒特性
        1.4.4 燃燒室內(nèi)壓力場脈動
    1.5 課題研究的目的與內(nèi)容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究內(nèi)容
2 熱風(fēng)爐振動的現(xiàn)場測試
    2.1 實驗儀器
    2.2 實驗原理
    2.3 二號熱風(fēng)爐振動測試
        2.3.1 燃燒初期
        2.3.2 燃燒中期
        2.3.3 燃燒末期
        2.3.4 送風(fēng)期
        2.3.5 振動特性統(tǒng)計
    2.4 三號熱風(fēng)爐振動測試
        2.4.1 燃燒初期
        2.4.2 燃燒中期
        2.4.3 燃燒末期
        2.4.4 送風(fēng)期
        2.4.5 振動特性統(tǒng)計
    2.5 小結(jié)
3 內(nèi)燃式熱風(fēng)爐燃燒室內(nèi)氣體流動和燃燒過程數(shù)值模擬
    3.1 數(shù)值模擬控制方程的組建
        3.1.1 連續(xù)性方程
        3.1.2 動量守恒方程
        3.1.3 能量守恒方程
        3.1.4 組分守恒方程
    3.2 模型的選擇
        3.2.1 湍流模型
        3.2.2 輻射模型
        3.2.3 燃燒模型
    3.3 幾何建模及網(wǎng)格劃分
        3.3.1 幾何建模
        3.3.2 網(wǎng)格劃分
        3.3.3 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
    3.4 邊界條件和基本假設(shè)
        3.4.1 邊界條件
        3.4.2 基本假設(shè)
    3.5 數(shù)值求解方法流程圖
    3.6 數(shù)值模擬結(jié)果分析
        3.6.1 額定燃燒強度時燃燒室內(nèi)的氣體流動和燃燒過程
        3.6.2 提高燃燒強度時燃燒室內(nèi)的氣體流動和燃燒過程
        3.6.3 設(shè)計最大燃燒強度時燃燒室內(nèi)的氣體流動和燃燒過程
        3.6.4 空氣環(huán)道內(nèi)空氣流動速度分布
        3.6.5 燃燒強度對燃燒室內(nèi)的湍流強度的影響
    3.7 小結(jié)
4 內(nèi)燃式熱風(fēng)爐振動特性數(shù)值模擬
    4.1 快速傅里葉變換
    4.2 邊界條件
    4.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析
        4.3.1 燃燒室內(nèi)溫度與壓力的波動
        4.3.2 燃燒室內(nèi)壓力與溫度波動的FFT分析
    4.4 小結(jié)
5 內(nèi)燃式熱風(fēng)爐燃燒及振動特性的影響因素
    5.1 煤氣噴口尺寸的影響
    5.2 空氣燒嘴傾角 α 的影響
    5.3 空氣兩側(cè)流量分配的影響
    5.4 小結(jié)
6 結(jié)論
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
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[8]非線性熱聲理論的研究進展[J]. 胡劍英,羅二倉.  低溫與超導(dǎo). 2005(03)
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博士論文
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碩士論文
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[2]發(fā)動機燃燒引起的表面振動預(yù)測研究[D]. 魏國軍.重慶大學(xué) 2011
[3]高爐熱風(fēng)爐蓄熱室傳熱數(shù)學(xué)模型研究[D]. 劉兵.重慶大學(xué) 2008
[4]蓄熱式熱風(fēng)爐流動傳熱與燃燒性能的數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 羅海兵.華中科技大學(xué) 2005



本文編號：3044273