高爐燃燒室內(nèi)氣粒兩相流動(dòng)和反應(yīng)機(jī)理研究及數(shù)值模擬.pdf

1、針對全球高爐大型化的發(fā)展趨勢，結(jié)合我國高爐冶煉的實(shí)際情況，本文在系統(tǒng)的分析了整個(gè)高爐燃燒室的物理和化學(xué)運(yùn)動(dòng)、反應(yīng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，針對燃燒帶和回旋區(qū)的不同運(yùn)動(dòng)機(jī)理，對燃燒帶和回旋區(qū)分別進(jìn)行了模擬、驗(yàn)證。主要內(nèi)容包括： 1.對相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢做了綜述，詳細(xì)闡明了燃燒室的反應(yīng)形成機(jī)理。本文認(rèn)為高爐燃燒室由風(fēng)口燃燒帶和上部回旋區(qū)共同構(gòu)成，由于風(fēng)口燃燒帶屬于層流流動(dòng)，而上層回旋區(qū)則是更為復(fù)雜的湍流流動(dòng)，因此首先對燃燒帶和回旋區(qū)

2、機(jī)理分別進(jìn)行了細(xì)致的研究論述，為建立正確的數(shù)學(xué)模型提供了良好的基礎(chǔ)。 2.對燃燒帶內(nèi)的氣體流動(dòng)物理過程和傳熱傳質(zhì)化學(xué)過程分別進(jìn)行了分析，提取出模擬燃燒帶的一維數(shù)學(xué)模型，作了詳細(xì)的求解分析及結(jié)果討論。 3.燃燒室回旋區(qū)內(nèi)，焦炭顆粒在高溫氣流的帶動(dòng)下作回旋運(yùn)動(dòng)并伴有化學(xué)反應(yīng)、傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象。因此本文以流體力學(xué)和傳熱傳質(zhì)學(xué)為基礎(chǔ)，建立了一個(gè)綜合模擬回旋區(qū)物理化學(xué)過程的三維數(shù)模。并將冷態(tài)計(jì)算結(jié)果與用PDA試驗(yàn)測量系統(tǒng)測量得到的冷態(tài)

3、試驗(yàn)數(shù)據(jù)作了分析對照。 4利用現(xiàn)有的大型流體軟件進(jìn)行二次開發(fā)來分析實(shí)際工程問題可以免去對復(fù)雜方程的求解，成為越來越受歡迎的方法，本文利用國外大型流體軟件對回旋區(qū)進(jìn)行了模擬，結(jié)果與計(jì)算結(jié)果符合良好，可視化效果大大增強(qiáng)。 5對課題所作工作進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，并對進(jìn)一步發(fā)展的前景提出了瞻望。 本課題在研究開發(fā)過程中，力求做到與我國的鋼鐵冶煉工況貼合，并使其具有前瞻性。在保證模擬的擬實(shí)性、方法的先進(jìn)性的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了可視化效