高温钢渣余热回收系统的数值模拟研究
发布时间：2022-01-09 17:09
随着我国钢铁工业的发展以及钢铁需求量的增长,钢渣作为钢铁生产过程中的副产品,其排放量也逐年增加。由于其排出温度高,产量大,如果不能进行合理的处理并加以利用,不仅是对二次资源和能源的极大浪费,而且还会对环境造成很大的污染,因此,钢渣的综合利用问题逐渐引起了我国钢铁行业同仁的重视。炼钢过程中排出的熔融钢渣温度达1450℃-1650℃,蕴含热量约2000MJ/t,相当于61kg标准煤,属于高品质余热资源,极具开发利用价值。然而,目前国内关于钢渣热量回收方面的研究很少,钢渣的余热回收技术还不成熟,现有处理工艺都有各自的优缺点。很多钢铁企业都是采用水冲渣,不仅热回收率低,浪费大量的水资源,而且处理后的渣粒不均匀,有的处理方式甚至还会产生含硫水蒸汽,对环境造成污染；此外还有风淬法、粒化轮法、滚筒法等钢渣处理工艺,但是都是以提高冷渣性能、减少耗水量、降低环境污染等为目的,而并没有考虑热量的回收问题。在能源紧张、提倡综合用能的时代,如何能够实现钢渣余热的高效回收,是我国钢铁企业高度关注的研究课题之一,同时也是一个世界性的前沿课题和技术难题。因此,加速研究开发钢渣余热回收利用技术是目前钢铁工业亟待解决的...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 钢渣处理工艺简介
1.2.1 钢渣及其特性
1.2.2 钢渣处理工艺
1.3 国内外研究进展
1.3.1 物理热回收法
1.3.2 化学热回收法
1.4 本文研究的主要内容
第2章 钢渣余热回收模拟计算的理论基础
2.1 CFD数值计算理论
2.1.1 CFD数值模拟介绍
2.1.2 FLUENT软件简介
2.2 流体流动模型
2.2.1 湍流模型
2.2.2 近壁区处理
2.2.3 冲击射流
2.3 传热模型
2.3.1 辐射换热基础
2.3.2 辐射模型
2.3.3 离散传播(DTRM)辐射模型
2.4 FLUENT数值模拟计算过程
第3章 钢渣余热回收三维数值模型的建立
3.1 引言
3.2 数值计算模型
3.2.1 物理模型
3.2.2 几何模型
3.2.3 数学模型
3.3 边界条件的确定
3.4 材料定义
3.5 求解策略
3.6 网格划分及独立性测试
3.6.1 网格划分
3.6.2 网格独立性测试
3.7 本章小结
第4章 高温钢渣余热回收单元的模拟与优化
4.1 流场收敛性判定
4.2 数值结果分析与讨论
4.2.1 热回收参数的确定
4.2.2 钢渣余热回收单元的模拟结果与分析
4.2.3 不同风速对钢渣余热回收影响的模拟研究与分析
4.2.4 不同风温对钢渣余热回收影响的模拟研究与分析
4.3 本章小结
第5章 高温钢渣余热回收系统的模拟研究及分析
5.1 计算模型的选取
5.2 模拟结果分析及研究
5.2.1 前三个单元的数值模拟结果
5.2.2 后七个单元的数值模拟结果
5.2.3 整个余热回收系统的结果分析
5.3 余热回收方案
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 研究中存在的问题
6.2 未来研究展望与建议
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢渣处理及资源化综合利用工艺[J]. 郭秀键. 有色冶金设计与研究. 2012(06)
[2]熔渣干法粒化及余热回收技术进展[J]. 杜滨,罗光亮,姜荣泉. 干燥技术与设备. 2012 (04)
[3]气淬渣滴冷却过程数值模拟研究[J]. 卢宏伟,李俊国,张玉柱. 钢铁钒钛. 2012(03)
[4]浅谈钢渣的处理与综合利用[J]. 石磊. 中国资源综合利用. 2011(03)
[5]钢渣的综合利用[J]. 程绪想,杨全兵. 粉煤灰综合利用. 2010(05)
[6]钢渣热闷技术及再利用分析[J]. 谷金生,薛军. 鞍钢技术. 2010(05)
[7]单孔圆形喷嘴射流冷却带钢的数值模拟研究[J]. 向锡炎,周勇,李静松. 热处理. 2010(03)
[8]液态钢渣处理工艺选择的模拟研究[J]. 龙跃,魏航宇,王少宁,张玉柱,徐俊杰. 冶金能源. 2010(01)
[9]钢渣稳定化处理技术现状及展望[J]. 孟华栋,刘浏. 炼钢. 2009(06)
[10]钢渣处理方法及热能回收技术[J]. 王晓娣,邢宏伟,张玉柱. 河北理工大学学报(自然科学版). 2009(01)
博士论文
[1]模拟热态钢渣直接熔制微晶玻璃晶化规律[D]. 张凯.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究[D]. 张福成.大连理工大学 2012
[2]炼钢转炉汽化冷却烟道热力性能模拟与计算[D]. 崔敏.浙江大学 2012
[3]基于Fluent的波浪辐射与绕射问题数值模拟研究[D]. 胡俊明.哈尔滨工程大学 2011
[4]基于FLUENT的加热炉模拟与优化[D]. 郑志伟.中国石油大学 2010
[5]烧结矿冷却过程实验与数值模拟研究[D]. 罗远秋.东北大学 2009
[6]液态钢渣气淬过程换热分析与计算[D]. 王晓娣.河北理工大学 2009
[7]密闭式逆流冷却塔的数值模拟[D]. 李未.东华大学 2009
[8]太阳辐射对人工气候室内环境参数影响的非稳态数值模拟研究[D]. 严寒.西安建筑科技大学 2008
[9]外部遮挡不同开孔方式对果蔬预冷效果影响研究[D]. 牛建会.天津商业大学 2008
[10]基于Fluent的地下水污染三维模拟计算[D]. 杨杨.吉林大学 2008
本文编号：3579116
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 钢渣处理工艺简介
1.2.1 钢渣及其特性
1.2.2 钢渣处理工艺
1.3 国内外研究进展
1.3.1 物理热回收法
1.3.2 化学热回收法
1.4 本文研究的主要内容
第2章 钢渣余热回收模拟计算的理论基础
2.1 CFD数值计算理论
2.1.1 CFD数值模拟介绍
2.1.2 FLUENT软件简介
2.2 流体流动模型
2.2.1 湍流模型
2.2.2 近壁区处理
2.2.3 冲击射流
2.3 传热模型
2.3.1 辐射换热基础
2.3.2 辐射模型
2.3.3 离散传播(DTRM)辐射模型
2.4 FLUENT数值模拟计算过程
第3章 钢渣余热回收三维数值模型的建立
3.1 引言
3.2 数值计算模型
3.2.1 物理模型
3.2.2 几何模型
3.2.3 数学模型
3.3 边界条件的确定
3.4 材料定义
3.5 求解策略
3.6 网格划分及独立性测试
3.6.1 网格划分
3.6.2 网格独立性测试
3.7 本章小结
第4章 高温钢渣余热回收单元的模拟与优化
4.1 流场收敛性判定
4.2 数值结果分析与讨论
4.2.1 热回收参数的确定
4.2.2 钢渣余热回收单元的模拟结果与分析
4.2.3 不同风速对钢渣余热回收影响的模拟研究与分析
4.2.4 不同风温对钢渣余热回收影响的模拟研究与分析
4.3 本章小结
第5章 高温钢渣余热回收系统的模拟研究及分析
5.1 计算模型的选取
5.2 模拟结果分析及研究
5.2.1 前三个单元的数值模拟结果
5.2.2 后七个单元的数值模拟结果
5.2.3 整个余热回收系统的结果分析
5.3 余热回收方案
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 研究中存在的问题
6.2 未来研究展望与建议
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢渣处理及资源化综合利用工艺[J]. 郭秀键. 有色冶金设计与研究. 2012(06)
[2]熔渣干法粒化及余热回收技术进展[J]. 杜滨,罗光亮,姜荣泉. 干燥技术与设备. 2012 (04)
[3]气淬渣滴冷却过程数值模拟研究[J]. 卢宏伟,李俊国,张玉柱. 钢铁钒钛. 2012(03)
[4]浅谈钢渣的处理与综合利用[J]. 石磊. 中国资源综合利用. 2011(03)
[5]钢渣的综合利用[J]. 程绪想,杨全兵. 粉煤灰综合利用. 2010(05)
[6]钢渣热闷技术及再利用分析[J]. 谷金生,薛军. 鞍钢技术. 2010(05)
[7]单孔圆形喷嘴射流冷却带钢的数值模拟研究[J]. 向锡炎,周勇,李静松. 热处理. 2010(03)
[8]液态钢渣处理工艺选择的模拟研究[J]. 龙跃,魏航宇,王少宁,张玉柱,徐俊杰. 冶金能源. 2010(01)
[9]钢渣稳定化处理技术现状及展望[J]. 孟华栋,刘浏. 炼钢. 2009(06)
[10]钢渣处理方法及热能回收技术[J]. 王晓娣,邢宏伟,张玉柱. 河北理工大学学报(自然科学版). 2009(01)
博士论文
[1]模拟热态钢渣直接熔制微晶玻璃晶化规律[D]. 张凯.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究[D]. 张福成.大连理工大学 2012
[2]炼钢转炉汽化冷却烟道热力性能模拟与计算[D]. 崔敏.浙江大学 2012
[3]基于Fluent的波浪辐射与绕射问题数值模拟研究[D]. 胡俊明.哈尔滨工程大学 2011
[4]基于FLUENT的加热炉模拟与优化[D]. 郑志伟.中国石油大学 2010
[5]烧结矿冷却过程实验与数值模拟研究[D]. 罗远秋.东北大学 2009
[6]液态钢渣气淬过程换热分析与计算[D]. 王晓娣.河北理工大学 2009
[7]密闭式逆流冷却塔的数值模拟[D]. 李未.东华大学 2009
[8]太阳辐射对人工气候室内环境参数影响的非稳态数值模拟研究[D]. 严寒.西安建筑科技大学 2008
[9]外部遮挡不同开孔方式对果蔬预冷效果影响研究[D]. 牛建会.天津商业大学 2008
[10]基于Fluent的地下水污染三维模拟计算[D]. 杨杨.吉林大学 2008
本文编号：3579116
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3579116.html
