高爐風(fēng)口是高爐煉鐵的重要部件，它的使用壽命是高爐能否獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。風(fēng)口在正常工作時(shí)有一部分伸入爐內(nèi)處在一個(gè)被稱為回旋區(qū)的地方，其工作環(huán)境十分惡劣，不僅受到高溫?zé)犸L(fēng)的侵蝕，同時(shí)還受到高速煤粉的磨損和液態(tài)鐵渣的輻射。風(fēng)口的損壞形式有熔損、曲損、龜裂、磨損，其中由于局部熱流超過風(fēng)口許用溫度而使風(fēng)口熔損的形式占風(fēng)口損壞的80%以上。本文的重點(diǎn)是以如何提高風(fēng)口使用壽命為中心，首先從理論上推導(dǎo)風(fēng)口冷卻過程中對(duì)風(fēng)口冷卻效果影響較大的幾個(gè)參數(shù),然后采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）軟件，對(duì)風(fēng)口的溫度場(chǎng)和流場(chǎng)進(jìn)行仿真研究，分析其冷卻換熱過程，并對(duì)風(fēng)口結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化以達(dá)到提高風(fēng)口使用壽命,減少風(fēng)口損毀機(jī)率的目的。本文以風(fēng)口的實(shí)際工況為基礎(chǔ)，根據(jù)某鋼鐵廠提供的風(fēng)口圖紙，運(yùn)用三維建模軟件Proe建立風(fēng)口的等比例模型，然后運(yùn)用商用Fluent軟件進(jìn)行仿真分析，對(duì)風(fēng)口冷卻過程進(jìn)行模擬，分析主要參數(shù)對(duì)風(fēng)口冷卻效果的影響。研究結(jié)果表明:風(fēng)口表面溫度呈現(xiàn)出由低到高的梯度分布，風(fēng)口前端面的溫度總是最高的，這是因?yàn)轱L(fēng)口前端伸入高爐內(nèi)，其工作環(huán)境最為惡劣，與爐墻接觸的端面溫度次之，與環(huán)境溫度接觸的外端面溫度總是最低的。風(fēng)口熔損主要... 

【文章來(lái)源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題的研究方法和意義
    1.5 本章小結(jié)
第2章 風(fēng)口傳熱模擬基本理論
    2.1 傳熱學(xué)基礎(chǔ)理論
        2.1.1 熱傳導(dǎo)
        2.1.2 熱對(duì)流
        2.1.3 對(duì)流換熱
        2.1.4 熱輻射
        2.1.5 熱阻
    2.2 風(fēng)口工作時(shí)的熱分析
        2.2.1 高爐風(fēng)口受熱來(lái)源
        2.2.2 風(fēng)口熱平衡
    2.3 風(fēng)口燒損機(jī)理探討
    2.4 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)介紹
        2.4.1 CFD 的基本概念
        2.4.2 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用
    2.5 流體力學(xué)控制方程
        2.5.1 質(zhì)量守恒方程
        2.5.2 動(dòng)量守恒方程
        2.5.3 能量守恒方程
    2.6 三維湍流模型及其在 CFD 中的應(yīng)用
        2.6.1 流體流動(dòng)的形式
        2.6.2 湍流的數(shù)值模擬方法
    2.7 本章小結(jié)
第3章 高爐風(fēng)口模型建立
    3.1 風(fēng)口結(jié)構(gòu)
    3.2 風(fēng)口模型的建立
    3.3 網(wǎng)格劃分
    3.4 風(fēng)口溫度場(chǎng)模擬的工作條件
        3.4.1 對(duì)流換熱系數(shù)的算法
        3.4.2 風(fēng)口各表面邊界條件
        3.4.3 風(fēng)口傳熱過程中各材料的物理參數(shù)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 高爐風(fēng)口溫度場(chǎng)和流場(chǎng)的仿真分析
    4.1 風(fēng)口溫度場(chǎng)和流場(chǎng)的模擬結(jié)果
    4.2 冷卻水對(duì)風(fēng)口溫度的影響
        4.2.1 流速對(duì)冷卻效果的影響
        4.2.2 進(jìn)口水溫對(duì)風(fēng)口溫度的影響
    4.3 流速與壓損的關(guān)系
    4.4 不同材料的風(fēng)口冷卻效果
    4.5 風(fēng)口添加涂層后的效果
    4.6 水垢對(duì)風(fēng)口冷卻效果的影響
    4.7 本章小結(jié)
第5章 風(fēng)口結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.1 風(fēng)口優(yōu)化的思路
    5.2 風(fēng)口端部帽頭處的改進(jìn)
    5.3 水套進(jìn)水口改進(jìn)
    5.5 風(fēng)口裂紋分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 課題總結(jié)
    6.2 研究展望
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


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]4#高爐風(fēng)口小套破損原因分析及改進(jìn)[J]. 周海林.  天津冶金. 2011(05)
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碩士論文
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[2]船用換熱式慣性濾清器物理場(chǎng)耦合計(jì)算[D]. 韓芳明.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[3]高爐風(fēng)口溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬[D]. 曹亮.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2007
[4]二維湍流流場(chǎng)數(shù)值模擬方法的研究[D]. 周紅梅.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[5]高爐風(fēng)口回旋區(qū)的模擬計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 龍戰(zhàn)軍.重慶大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3201687