環(huán)形加熱爐熱過程模擬分析.pdf

1、環(huán)形加熱爐是無縫鋼管生產(chǎn)線上的重要加熱設(shè)備,其控制操作水平直接影響管坯加熱質(zhì)量、產(chǎn)量和能耗,進(jìn)而影響綜合經(jīng)濟(jì)效益。提高其熱工過程的自動化水平,實(shí)現(xiàn)爐溫制度的在線最優(yōu)化控制已經(jīng)成為一個迫切問題,而加熱爐熱過程數(shù)學(xué)模型是實(shí)現(xiàn)在線控制的基礎(chǔ)。
　　 本文建立了環(huán)形加熱爐中圓柱坯加熱過程的數(shù)學(xué)模型,利用元體平衡方法推導(dǎo)了圓柱坯二維柱坐標(biāo)下的導(dǎo)熱差分方程;爐底導(dǎo)熱問題分別采用三角形網(wǎng)格及非均勻二維網(wǎng)格進(jìn)行離散化處理;并考慮了料槽與圓柱坯接

2、觸熱阻。邊界熱流的確定采用總括熱吸收率法,推導(dǎo)了沿圓柱坯周向分布的表面熱流的表達(dá)式,得到了熱流沿周向的分布曲線。以上工作為圓柱坯和爐底溫度場的動態(tài)模擬奠定了基礎(chǔ)。
　　 模擬結(jié)果表明:在坯的加熱初期,爐底起熱源的作用,但隨著加熱的進(jìn)行,又轉(zhuǎn)而成為圓柱坯下部升溫滯后主要影響因素。通過對爐底的二維溫度場分析,發(fā)現(xiàn)溫度場在加熱前期差異顯著,但隨著加熱的進(jìn)行,差別逐漸減小。對于料槽部分當(dāng)空隙平均距離發(fā)生十倍以內(nèi)變化時,鋼坯中心點(diǎn)溫度變化