高溫鋼渣余熱回收系統(tǒng)的數(shù)值模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-09 17:09
隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展以及鋼鐵需求量的增長(zhǎng),鋼渣作為鋼鐵生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品,其排放量也逐年增加。由于其排出溫度高,產(chǎn)量大,如果不能進(jìn)行合理的處理并加以利用,不僅是對(duì)二次資源和能源的極大浪費(fèi),而且還會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的污染,因此,鋼渣的綜合利用問題逐漸引起了我國(guó)鋼鐵行業(yè)同仁的重視。煉鋼過程中排出的熔融鋼渣溫度達(dá)1450℃-1650℃,蘊(yùn)含熱量約2000MJ/t,相當(dāng)于61kg標(biāo)準(zhǔn)煤,屬于高品質(zhì)余熱資源,極具開發(fā)利用價(jià)值。然而,目前國(guó)內(nèi)關(guān)于鋼渣熱量回收方面的研究很少,鋼渣的余熱回收技術(shù)還不成熟,現(xiàn)有處理工藝都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。很多鋼鐵企業(yè)都是采用水沖渣,不僅熱回收率低,浪費(fèi)大量的水資源,而且處理后的渣粒不均勻,有的處理方式甚至還會(huì)產(chǎn)生含硫水蒸汽,對(duì)環(huán)境造成污染;此外還有風(fēng)淬法、粒化輪法、滾筒法等鋼渣處理工藝,但是都是以提高冷渣性能、減少耗水量、降低環(huán)境污染等為目的,而并沒有考慮熱量的回收問題。在能源緊張、提倡綜合用能的時(shí)代,如何能夠?qū)崿F(xiàn)鋼渣余熱的高效回收,是我國(guó)鋼鐵企業(yè)高度關(guān)注的研究課題之一,同時(shí)也是一個(gè)世界性的前沿課題和技術(shù)難題。因此,加速研究開發(fā)鋼渣余熱回收利用技術(shù)是目前鋼鐵工業(yè)亟待解決的...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說明
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 鋼渣處理工藝簡(jiǎn)介
1.2.1 鋼渣及其特性
1.2.2 鋼渣處理工藝
1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
1.3.1 物理熱回收法
1.3.2 化學(xué)熱回收法
1.4 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 鋼渣余熱回收模擬計(jì)算的理論基礎(chǔ)
2.1 CFD數(shù)值計(jì)算理論
2.1.1 CFD數(shù)值模擬介紹
2.1.2 FLUENT軟件簡(jiǎn)介
2.2 流體流動(dòng)模型
2.2.1 湍流模型
2.2.2 近壁區(qū)處理
2.2.3 沖擊射流
2.3 傳熱模型
2.3.1 輻射換熱基礎(chǔ)
2.3.2 輻射模型
2.3.3 離散傳播(DTRM)輻射模型
2.4 FLUENT數(shù)值模擬計(jì)算過程
第3章 鋼渣余熱回收三維數(shù)值模型的建立
3.1 引言
3.2 數(shù)值計(jì)算模型
3.2.1 物理模型
3.2.2 幾何模型
3.2.3 數(shù)學(xué)模型
3.3 邊界條件的確定
3.4 材料定義
3.5 求解策略
3.6 網(wǎng)格劃分及獨(dú)立性測(cè)試
3.6.1 網(wǎng)格劃分
3.6.2 網(wǎng)格獨(dú)立性測(cè)試
3.7 本章小結(jié)
第4章 高溫鋼渣余熱回收單元的模擬與優(yōu)化
4.1 流場(chǎng)收斂性判定
4.2 數(shù)值結(jié)果分析與討論
4.2.1 熱回收參數(shù)的確定
4.2.2 鋼渣余熱回收單元的模擬結(jié)果與分析
4.2.3 不同風(fēng)速對(duì)鋼渣余熱回收影響的模擬研究與分析
4.2.4 不同風(fēng)溫對(duì)鋼渣余熱回收影響的模擬研究與分析
4.3 本章小結(jié)
第5章 高溫鋼渣余熱回收系統(tǒng)的模擬研究及分析
5.1 計(jì)算模型的選取
5.2 模擬結(jié)果分析及研究
5.2.1 前三個(gè)單元的數(shù)值模擬結(jié)果
5.2.2 后七個(gè)單元的數(shù)值模擬結(jié)果
5.2.3 整個(gè)余熱回收系統(tǒng)的結(jié)果分析
5.3 余熱回收方案
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 研究中存在的問題
6.2 未來研究展望與建議
參考文獻(xiàn)
致謝
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋼渣處理及資源化綜合利用工藝[J]. 郭秀鍵. 有色冶金設(shè)計(jì)與研究. 2012(06)
[2]熔渣干法;坝酂峄厥占夹g(shù)進(jìn)展[J]. 杜濱,羅光亮,姜榮泉. 干燥技術(shù)與設(shè)備. 2012 (04)
[3]氣淬渣滴冷卻過程數(shù)值模擬研究[J]. 盧宏偉,李俊國(guó),張玉柱. 鋼鐵釩鈦. 2012(03)
[4]淺談鋼渣的處理與綜合利用[J]. 石磊. 中國(guó)資源綜合利用. 2011(03)
[5]鋼渣的綜合利用[J]. 程緒想,楊全兵. 粉煤灰綜合利用. 2010(05)
[6]鋼渣熱悶技術(shù)及再利用分析[J]. 谷金生,薛軍. 鞍鋼技術(shù). 2010(05)
[7]單孔圓形噴嘴射流冷卻帶鋼的數(shù)值模擬研究[J]. 向錫炎,周勇,李靜松. 熱處理. 2010(03)
[8]液態(tài)鋼渣處理工藝選擇的模擬研究[J]. 龍躍,魏航宇,王少寧,張玉柱,徐俊杰. 冶金能源. 2010(01)
[9]鋼渣穩(wěn)定化處理技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J]. 孟華棟,劉瀏. 煉鋼. 2009(06)
[10]鋼渣處理方法及熱能回收技術(shù)[J]. 王曉娣,邢宏偉,張玉柱. 河北理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(01)
博士論文
[1]模擬熱態(tài)鋼渣直接熔制微晶玻璃晶化規(guī)律[D]. 張凱.華中科技大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于FLUENT的風(fēng)力發(fā)電機(jī)流場(chǎng)仿真研究[D]. 張福成.大連理工大學(xué) 2012
[2]煉鋼轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道熱力性能模擬與計(jì)算[D]. 崔敏.浙江大學(xué) 2012
[3]基于Fluent的波浪輻射與繞射問題數(shù)值模擬研究[D]. 胡俊明.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[4]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
[5]燒結(jié)礦冷卻過程實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D]. 羅遠(yuǎn)秋.東北大學(xué) 2009
[6]液態(tài)鋼渣氣淬過程換熱分析與計(jì)算[D]. 王曉娣.河北理工大學(xué) 2009
[7]密閉式逆流冷卻塔的數(shù)值模擬[D]. 李未.東華大學(xué) 2009
[8]太陽(yáng)輻射對(duì)人工氣候室內(nèi)環(huán)境參數(shù)影響的非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬研究[D]. 嚴(yán)寒.西安建筑科技大學(xué) 2008
[9]外部遮擋不同開孔方式對(duì)果蔬預(yù)冷效果影響研究[D]. 牛建會(huì).天津商業(yè)大學(xué) 2008
[10]基于Fluent的地下水污染三維模擬計(jì)算[D]. 楊楊.吉林大學(xué) 2008
本文編號(hào):3579116
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說明
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 鋼渣處理工藝簡(jiǎn)介
1.2.1 鋼渣及其特性
1.2.2 鋼渣處理工藝
1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
1.3.1 物理熱回收法
1.3.2 化學(xué)熱回收法
1.4 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 鋼渣余熱回收模擬計(jì)算的理論基礎(chǔ)
2.1 CFD數(shù)值計(jì)算理論
2.1.1 CFD數(shù)值模擬介紹
2.1.2 FLUENT軟件簡(jiǎn)介
2.2 流體流動(dòng)模型
2.2.1 湍流模型
2.2.2 近壁區(qū)處理
2.2.3 沖擊射流
2.3 傳熱模型
2.3.1 輻射換熱基礎(chǔ)
2.3.2 輻射模型
2.3.3 離散傳播(DTRM)輻射模型
2.4 FLUENT數(shù)值模擬計(jì)算過程
第3章 鋼渣余熱回收三維數(shù)值模型的建立
3.1 引言
3.2 數(shù)值計(jì)算模型
3.2.1 物理模型
3.2.2 幾何模型
3.2.3 數(shù)學(xué)模型
3.3 邊界條件的確定
3.4 材料定義
3.5 求解策略
3.6 網(wǎng)格劃分及獨(dú)立性測(cè)試
3.6.1 網(wǎng)格劃分
3.6.2 網(wǎng)格獨(dú)立性測(cè)試
3.7 本章小結(jié)
第4章 高溫鋼渣余熱回收單元的模擬與優(yōu)化
4.1 流場(chǎng)收斂性判定
4.2 數(shù)值結(jié)果分析與討論
4.2.1 熱回收參數(shù)的確定
4.2.2 鋼渣余熱回收單元的模擬結(jié)果與分析
4.2.3 不同風(fēng)速對(duì)鋼渣余熱回收影響的模擬研究與分析
4.2.4 不同風(fēng)溫對(duì)鋼渣余熱回收影響的模擬研究與分析
4.3 本章小結(jié)
第5章 高溫鋼渣余熱回收系統(tǒng)的模擬研究及分析
5.1 計(jì)算模型的選取
5.2 模擬結(jié)果分析及研究
5.2.1 前三個(gè)單元的數(shù)值模擬結(jié)果
5.2.2 后七個(gè)單元的數(shù)值模擬結(jié)果
5.2.3 整個(gè)余熱回收系統(tǒng)的結(jié)果分析
5.3 余熱回收方案
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 研究中存在的問題
6.2 未來研究展望與建議
參考文獻(xiàn)
致謝
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋼渣處理及資源化綜合利用工藝[J]. 郭秀鍵. 有色冶金設(shè)計(jì)與研究. 2012(06)
[2]熔渣干法;坝酂峄厥占夹g(shù)進(jìn)展[J]. 杜濱,羅光亮,姜榮泉. 干燥技術(shù)與設(shè)備. 2012 (04)
[3]氣淬渣滴冷卻過程數(shù)值模擬研究[J]. 盧宏偉,李俊國(guó),張玉柱. 鋼鐵釩鈦. 2012(03)
[4]淺談鋼渣的處理與綜合利用[J]. 石磊. 中國(guó)資源綜合利用. 2011(03)
[5]鋼渣的綜合利用[J]. 程緒想,楊全兵. 粉煤灰綜合利用. 2010(05)
[6]鋼渣熱悶技術(shù)及再利用分析[J]. 谷金生,薛軍. 鞍鋼技術(shù). 2010(05)
[7]單孔圓形噴嘴射流冷卻帶鋼的數(shù)值模擬研究[J]. 向錫炎,周勇,李靜松. 熱處理. 2010(03)
[8]液態(tài)鋼渣處理工藝選擇的模擬研究[J]. 龍躍,魏航宇,王少寧,張玉柱,徐俊杰. 冶金能源. 2010(01)
[9]鋼渣穩(wěn)定化處理技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J]. 孟華棟,劉瀏. 煉鋼. 2009(06)
[10]鋼渣處理方法及熱能回收技術(shù)[J]. 王曉娣,邢宏偉,張玉柱. 河北理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(01)
博士論文
[1]模擬熱態(tài)鋼渣直接熔制微晶玻璃晶化規(guī)律[D]. 張凱.華中科技大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于FLUENT的風(fēng)力發(fā)電機(jī)流場(chǎng)仿真研究[D]. 張福成.大連理工大學(xué) 2012
[2]煉鋼轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道熱力性能模擬與計(jì)算[D]. 崔敏.浙江大學(xué) 2012
[3]基于Fluent的波浪輻射與繞射問題數(shù)值模擬研究[D]. 胡俊明.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[4]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
[5]燒結(jié)礦冷卻過程實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D]. 羅遠(yuǎn)秋.東北大學(xué) 2009
[6]液態(tài)鋼渣氣淬過程換熱分析與計(jì)算[D]. 王曉娣.河北理工大學(xué) 2009
[7]密閉式逆流冷卻塔的數(shù)值模擬[D]. 李未.東華大學(xué) 2009
[8]太陽(yáng)輻射對(duì)人工氣候室內(nèi)環(huán)境參數(shù)影響的非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬研究[D]. 嚴(yán)寒.西安建筑科技大學(xué) 2008
[9]外部遮擋不同開孔方式對(duì)果蔬預(yù)冷效果影響研究[D]. 牛建會(huì).天津商業(yè)大學(xué) 2008
[10]基于Fluent的地下水污染三維模擬計(jì)算[D]. 楊楊.吉林大學(xué) 2008
本文編號(hào):3579116
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