安装新风换气机房流场及温度场数值模拟研究

以计算流体力学和传热学为基础,建立了装有新风换气机房间三种气流组织形式的物理及数学模型.运用k-ε模型和SIMPLEC算法对装有新风换气机房间的流场及温度场进行了数值模拟,给出了温度场及流场的数值结果,分析了三种不同气流组织形式对室内流场及温度场的影响.     

高炉风口多股流喷吹粉煤与空气流动数值模拟

为了揭示多股流喷煤枪喷吹粉煤－空气两相湍流流动过程流场分布情况,根据质量守恒、动量守恒、混合组平衡的基本规律建立了高炉粉煤喷吹三维气－粒湍流流动过程数学模型,采用K－ε-g方程描述风口风气－粒两相的湍流流动,并基于SIMPLE思想,通过对Euler坐标下节点离散化方程的耦合关系分析求解,对喷枪改型前后高炉风口内气－粒两相湍流流动进行了数值计算。结果表明：多股流喷煤枪能使粉煤颗粒流在风口内混合得更好。     

搅拌摩擦焊准稳态温度场数值模拟

搅拌摩擦焊接过程中的准稳态温度场分布对最终接头的焊接质量有着十分重要的影响,文中在深入分析搅拌摩擦焊物理过程的基础上综合考虑了摩擦产热和塑性变形产热作为其热源,建立了相应的温度场数值模型,在此基础上运用COMSOL有限元软件对工业纯铝1100在转速750 r/min、焊接速度300 mm/s工艺参数下的准稳态温度场进行计算,并利用红外测温装置对计算结果进行验证,结果表明该模型可以较准确地描述搅拌摩擦焊准稳态的温度场分布。     

地板辐射采暖房间三维流动与传热的数值模拟

采用辐射换热模型和三维紊流模型,应用有限容积法计算了地板采暖房间空气流动与传热的情况,为地板采暖优化设计及舒适性提供了研究依据.     

乳化液槽内流场和温度场的数值模拟及优化

采用CFD2000对天力带钢厂的乳化液槽内流场和温度场进行了数值模拟,并对该槽的内部结构进行了优化设计。模拟结果表明：槽内左边存在死区,导致乳化液的浓度波动较大,槽的底部乳化液流速较大,沉淀物质容易被抽出;槽内乳化液温差较大,导致乳化液温度波动较大;在乳化液槽底部新添加一高0．7m的挡墙,并且把上部挡墙向左端延长0．8m,减少沉淀物质被抽出;新加一套55kW的电加热器,挡墙右端的乳化液温差不超过0．5℃。模拟结果可以分析槽内流场死区和乳化液温度分布,对于优化槽的内部结构,促进铁粉沉降和浮油上浮,提高乳化液的使用效果具有重要意义。     

连铸中间包内流场与温度场的数值模拟

针对国内某钢厂中间包,利用CFD软件FLUENT研究该中间包内传输现象,计算挡墙对中间包流场和温度分布的影响,结果表明设置合适的中间包挡墙,能明显改善中间包内的流场和温度场.     

高炉风口内多股流喷吹粉煤磨损数值模拟

根据风口内实际情况建立了具有普遍意义的高炉风口磨损量的，遵循质量守恒，动量守恒，混合组分平衡的基本规律，用k-ε方程描述风口内气－粒两相的湍流流动，并基于SIMPLE思想，通过对Euler正交坐标下节点离散化方程的耦登,对喷枪改型前后高炉风口内气－粒两机湍流流动进行了分析求解，然后根据风口壁面附近的速度场与浓度场的计算结果，采用风口磨损模型，预测风口壁面的磨损量，研究结果表明：使用多股流喷吹粉煤，可使风口壁面在单位时间内的磨损量大大减少。     

高炉流场模拟模型的建立及在宝钢3号高炉上的应用

开发了高炉流场模拟模型。在该模型采用厄冈方程描述炉内的二维气体流动,考虑了风口回旋区,死焦堆,软熔带,炉顶料面及炉料颗粒分布,中心焦柱,滴下带液流分布等因素对气流阻力的影响,并应用有限单元法求解。因此具有模拟复杂高炉操作条件下气流分布规律的功能。应用该模型研究了鼓风参数,装料条件等对气流分布的影响,从理论上解释了炉墙结厚所导致的高炉“上热下凉”现象,预测了超大量喷煤下气流分布的变化趋势,为生产操作     

铸造充型过程流场模拟及实验验证

自由表面的确定是铸造充型过程流场模拟的主要因难之一，没有明确的自由表面形状和位置，就不能施加边界条件，更无从谈起对流量的计算。本文首先提出了一种三维自由表面处理技术。另外，由于铁水的浇注工艺难以严格控制，且热电偶存在滞后现象，所以用铁水进行充型过程的实验验证难度较大。针对这种情况，作者采用顶注、底注及侧注三种不同形式的浇注系统重复进行了大量水力学实验验证，模拟结果与实验结果吻合较好。最后，对实际生     

高炉风口回旋区煤粉燃烧过程三维数值模拟

为更好地了解回旋区内气体、煤粉的各种经历效应，本文基于欧拉气相方程组、欧拉颗粒连续方程和动量方程以及拉氏颗粒能量和质量变化的方程，建立了高炉风口回旋区湍流气固两相流动和煤粉燃烧的三维数学模型。将所建模型分别对冷态模型内气粒两相流动和某企业750m^3高炉风口回旋区内的气固两相三维流动和煤粉燃烧进行了数值模拟，并采用PDA对冷态模型内气粒两相流场进行了测量，结果表明，实验结果与冷态两相流动的模拟结果基本一致，平均相对误差为11．6％；热态模拟的模拟结果与国外实验测量结果较吻合，平均相对误差约为15．8％。该模型能够较准确地预测风口回旋区内的燃烧情况，可以减少高炉操作费用，正确指导生产实践。     

防止高炉风口熔蚀的途径

风口是高炉上损坏频率较高的部件，风口前端熔蚀是高炉风口损坏的重要原因之一.为此，用计算机模拟的方法研究了高炉风口的温度分布及杂质含量和水垢对水冷铜风口温度场的影响.模拟结果表明，纯铜风口温度分布较均匀，风口的最高温度为255?℃；含有杂质元素的铜风口，其最高温度有所提高，但幅度不大；当形成水垢后，纯铜风口最高温度可大幅度提高.研究表明，杂质含量对铜风口的温度场影响较小，而防止形成水垢却是提高风口抗熔蚀能力的重要途径.     

步进式加热炉板坯温度场数值模拟

钢坯加热是轧制前的重要工序,随着燃料价格的提高及新钢种的应用,建立精确的钢坯温度-时间关系传热模型已成为提高产品质量和节能降耗的首要条件。以某钢厂轧钢加热炉为研究对象,对钢坯加热过程的温度场进行数值模拟。建立了板坯在加热炉内加热数学模型,采用有限容积法对模型进行了离散,通过编程求解得出：在各加热段钢坯角部温度最高,加热段升温速度最快,钢坯断面温差最大,均热段断面温差最小,钢坯出炉断面温差稍高,建议延长均热时间     

除尘器区低温省煤器烟道数值模拟

为实现除尘器区低温省煤器的节能改造,基于FLUENT6.3软件,对除尘器区低温省煤器烟道的流场进行数值模拟研究。研究结果表明:除尘器前烟道内流场严重不均,转弯处有明显的高速区与漩涡区,局部速度高达32 m/s;加装低温省煤器后,两低温省煤器内流场不均,最大速度偏差系数达79.3%,严重影响低温省煤器的换热效果,同时会磨损、冲刷低温省煤器管路,危及低温省煤器的安全;除尘器入口处出现大面积的低速区域,导致进入除尘器后流场紊乱、除尘器电耗高、除尘效率低等现象,除尘器前烟道内整流消涡可以根治除尘器工作效率的问题。     

离心风机内部流场三维数值模拟

随着计算流体力学和计算机技术的快速发展,流体机械内部流场的研究有了很大的进展,目前用CFD软件对离心风机内部湍流场的数值模拟成为一种重要的研究方法,文章采用CFD商用软件FLUENT6.1对离心风机内部流场进行了三维数值模拟,分析其内部的流动情况,并根据数值模拟结果优化相关的设计参数,以保证离心风机具有良好的性能。     

NUMERICAL SIMULATION AND ANALYSIS ON THE VELOCITY FIELD IN BATH OF A ROUND ELECTRIC CLEANING FURNACE

Theapplicationoftheelectriccleaningfurnacetotheefficientrecoveryofvaluablemetalshasreachedahighpointofdevelopmentinnonferrousmetallurgytoprocessslagbearinghighcontentofvaluablemetals.Asthesizeandratingofsuchfurnacescontinuetoincrease,theneedforasoundtheoreticalbasisforthedesignandtheoperationbecomesurgent.Theflowofliquidslaghasanimportanteffectontheheatetficiency,therecoveryratioofvaluablemetalsandlifespanoftheelectriccleaningfurnace.Atpresent,however,itisstilldifficulttomeasurethefluidvelocit…     

闪速炼铜余热锅炉辐射室流场温度场数值模拟

针对某大型闪速炼铜炉余热锅炉,提出采用计算流体动力学（CFD）技术模拟锅炉辐射室内流场和温度场的模型和方法.模型中考虑湍流计算、化学组分扩散计算以及传热计算.通过对初始方案和若干调整方案模拟结果的比较分析,掌握在辐射室中部布置挡板,并在辐射室入口处喷入硫酸盐化风时的辐射室流场及温度场总体分布规律.结果表明：辐射室挡板对于高温烟气扩散并充满整个辐射室至关重要,位置和尺寸对流场及温度场的整体形态具有决定性影响;盐化风应喷入到高温烟气的前冲途径上,以有效打散高温烟气团,降低烟气的前冲动能.     

机载雷达舱瞬态温度场的数值模拟

针对机载雷达舱瞬态温度场的分析与计算问题,引入壁面热流函数,简化了雷达舱外复杂的热边界条件,针对雷达舱内电子设备热物性参数的不确定性,提出了一种简化的工程计算方法.分析了雷达舱内辐射-导热-对流耦合换热作用,建立了雷达舱动态热平衡方程,在结合雷达舱环控系统的基础上,采用蒙特卡罗法求解舱内设备之间的辐射换热,采用热网络法求解雷达舱内的耦合换热,获得了雷达舱内的瞬态温度场,分析了不同初始状态及飞行工况对雷达舱瞬态温度场的影响,为机载雷达舱设计及相关研究提供了重要依据.     

喷射流场及其辐射声场数值模拟

为研究喷管结构对射流噪声的影响,采用大涡模拟对不同截面形状喷口形成的非定常湍射流场进行了数值模拟.在流场计算的基础上,结合Ffowcs Williams-Hawkings积分方程对远场声场进行了计算,得到不同喷管结构对应的湍射流场的流动结构及其辐射噪声的频谱特性.计算结果表明,椭圆形截面喷管的出口附近存在大量的旋涡结构,增大了射流边界层处的气流掺混,从而降低了射流核心区的长度,有效抑制了喷射噪声,在5种不同结构的喷管中,椭圆形截面的喷管对应的辐射声压最低,而矩形喷管对应的辐射声压最高;在射流方向的30°～75°扇形区域内,辐射声信号最强且存在明显的指向性.     

燃烧室下游流场优化数值模拟研究

建立燃气轮机燃烧室点火前的流体流动计算模型,利用计算流体力学软件,对3组不同速度流体的流动情况进行了模拟计算分析燃烧筒流道内的速度场,压力场,对比燃烧筒内在不同压力和速度下流场内流体的流动,模拟计算区域的流场,然后实际进行点火实验,验证模拟结果,发现流场分布最均匀最有利于点火.     

六角切圆炉膛气流流动特性的数值模拟

在试验研究的基础上,采用K-ε双方程湍流模型对六角切圆燃烧锅炉进行冷态数值模拟,研究炉内气流流动特性,突出原始设计工况与各种改进工况的对比,分析原型锅炉受热面结渣的原因,数值模拟研究发现,燃烧器六角布置的锅炉具有不同于四角锅炉的独特的炉内空气动力场,侧墙燃烧器对炉内流场影响较大,上排燃烧器二次风假想切圆加大有利于炉内燃烧,与试验结果吻合较好,适当加大二次风假想切圆直径成为工程改造的有效方案。