煤燃烧通用模型在分解炉数值模拟中的应用

论文题目: 煤燃烧通用模型在分解炉数值模拟中的应用

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料加工工程

作者: 刘民

导师: 叶旭初

关键词: 分解炉,技术,软件开发,动力学研究,可视化

文献来源: 南京工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 分解炉是新型干法预分解水泥工艺生产过程中的主要热工设备之一，具有煤粉燃烧、气固换热和硅酸盐分解等多种功能。分解炉承担的气固两相输送、混合、分散、换热和化学反应任务十分艰巨，并且伴随颗粒粒径、气固流量及温度、压力等复杂变化，而上述功能和变化又是彼此关联、相互作用和相互制约的。传统的工程研究方法大多采用模型实验的研究方法，而随着计算机技术、计算方法，特别是计算流体力学及其相关算法的不断发展，目前国内外有关分解炉热工状态的CFD数值模拟研究已经获得了长足的进步。 煤粉燃烧是分解炉中的重要过程，认识煤粉燃烧特性的关键是对煤焦燃烧过程的充分把握。现有的分解炉数值计算软件无法根据煤粉的工业分析值来准确预报燃烧动力学参数。本文在现有的CFD通用软件基础上，在用户接口文件中加入了煤燃烧通用计算模型，采用实验和理论相结合的方法，对煤燃烧通用计算模型进行了可靠性研究，表明通用计算模型在工程设计、理论分析中，其计算精度是可以接受的。同时开发出以煤燃烧通用计算模型为基础的分解炉数值计算软件，该软件适用于分解炉内煤粉燃烧和碳酸盐分解反应，初步解决了分解炉模拟计算中煤粉燃烧动力学参数难以确定的问题。 本文运用新开发的数值计算软件对南京水泥工业设计研究院的喷旋管道炉对煤燃烧适应性进行了数值模拟研究。分析了数值实验所得结果。全面、细致、直观地反映出不同煤种对喷旋管道炉内生料分解、煤粉燃烧、分解炉中心线上温度、速度、CO浓度的分布规律、速度矢量、温度场、速度场、组分浓度场和压力场等的影响规律性。 在模拟结果的基础上，运用可视化编程工具Visual Basic以及数据库Access，开发了分解炉可视化演示平台。该平台可以形象化的展示例如碳酸钙分解率、分解炉出口风温、煤粉燃烬率以及气体组分等生产厂家比较关心的参数，对于生产操作的信息化管理提供基础。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 前言

1.1 关于分解炉的研究

1.1.1 分解炉的产生与发展

1.1.2 分解炉的热工特性

1.1.3 分解炉的研究动态

1.2 煤粉燃烧的数值模拟研究

1.2.1 煤粒热解模型的研究背景

1.2.2 煤燃烧通用计算模型

1.3 可视化研究平台的开发

1.4 论文研究的目的和意义

1.5 论文研究的内容及思路

第二章 CFD数值模拟基础

2.1 CFD技术介绍

2.2 气固两相流基本方程

2.2.1 气相方程

2.2.2 颗粒运动轨迹

2.3 煤粉燃烧的数值模型

2.3.1 双挥发反应模型

2.3.2 旋涡破碎模型(EBU)

2.3.3 煤焦颗粒燃烧模型

2.4 化学组分平衡方程

2.5 焓方程

2.6 小结

第三章 煤燃烧通用模型及其可靠性研究

3.1 实验研究与原理

3.1.1 实验装置与流程

3.1.2 煤焦颗粒燃烧的动力学模型与数据处理

3.1.3 煤焦颗粒燃烧动力学的通用计算模型

3.2 研究结果与分析

3.3 计算结果影响因素与分析

3.3.1 燃烬率随Fz变化情况

3.3.2 燃烬率随收敛精度变化情况

3.3.3 加煤次数对燃烬率的影响

3.3.4 网格精度对对燃烬率的影响

3.4 本章小结

第四章 分解炉对燃烧煤适应性的模拟研究

4.1 模型计算参数

4.1.1 几何结构及设计参数

4.1.2 几何模型的建立及计算域网格划分

4.1.3 煤粉的计算参数

4.2 计算误差分析

4.3 计算结果及分析

4.3.1 燃烬率和分解率的变化

4.3.2 中心线上的温度和速度分布情况

4.3.3 中心线上的CO浓度分布规律

4.3.4 分解炉场量分析

4.4 本章小结

第五章 分解炉可视化平台的研究与开发

5.1 图形平台开发情况

5.2 软件工具介绍

5.2.1 Visual Basic介绍

5.2.2 Access介绍

5.3 开发程序介绍

5.4 平台界面演示

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论与成果

6.2 问题与展望

参考文献

致谢

发布时间: 2007-03-23

参考文献

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• [2].基于改进粒子群模糊神经网络的分解炉优化燃烧控制[D]. 吕爱玲.湖南大学2018
• [3].基于模糊神经网络分解炉优化燃烧控制的研究[D]. 梁凯.湖南大学2017
• [4].新型干法水泥生产线的DCS实现[D]. 曾浩宇.湖南工业大学2017
• [5].水泥熟料初级分解控制系统研究[D]. 徐婷.长春工业大学2017
• [6].水泥生产过程分解炉智能控制系统的设计与开发[D]. 李克雷.东北大学2010
• [7].分解炉内氮氧化物生成特性研究[D]. 蔡吕清.华南理工大学2011
• [8].外循环式高固气比分解炉内流场的数值模拟[D]. 施寿芬.西安建筑科技大学2011
• [9].强化悬浮式水泥分解炉内流场数值模拟[D]. 卢海波.武汉理工大学2006
• [10].基于计算流体力学的循环预烧分解炉的三维流场数值模拟[D]. 吴慧英.昆明理工大学2006

相关论文

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• [5].分解炉内伴有燃烧、化学反应的两相湍流流动的数值模拟[D]. 肖国权.武汉理工大学2005
• [6].四通道煤粉燃烧器流场数值模拟研究[D]. 王雪瑶.武汉理工大学2006
• [7].强化悬浮式水泥分解炉内流场数值模拟[D]. 卢海波.武汉理工大学2006
• [8].适合劣质煤分解炉内流场的数值模拟研究[D]. 李德峰.武汉理工大学2006
• [9].基于计算流体力学的循环预烧分解炉的三维流场数值模拟[D]. 吴慧英.昆明理工大学2006
• [10].分解炉内燃烧与分解的CFD技术应用研究[D]. 李祥东.南京工业大学2003

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