高炉炉缸冷却壁的传热分析

来源 :东北大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:dlxfmc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高炉的寿命已经成为衡量炼铁技术进步的重要指标。国内外高炉寿命的调查结果显示,影响高炉寿命的一个关键因素是冷却壁的冷却性能和加工质量。高炉冷却壁的本体中设置有通水水管,工作时通入的低温水与管壁作热交换带走内部热量,降低或控制炉衬温度和炉壳温度,保障炉衬和炉壳的结构强度。本文以现阶段使用最广的光面铸铁冷却壁为研究对象进行以管内传热为重点的传热分析。  在冷却壁的传热过程中,水与水管间的对流传热起主要作用。工程中常采用一个经验公式来计算水与管壁之间的对流传热系数。根据传热学理论知识,利用准则数关联式也可以计算水与管壁之间的对流传热系数表达式,但是在相同水速下,经验公式和准数关联式计算的对流传热系数很不一致,通过两种算法得到的计算结果相差多达一个数量级甚至更多。从高炉炉缸的实际工作情况来看,经验公式具备可用性,但准数关联式同样具有理论依据。本文认为造成这种差异的原因在于铸造冷却壁时,为防止铁水对水管的侵害,在管外壁涂抹防渗碳材料带来的热阻以及铸造加工时水管外壁与冷却壁本体间会产生的气隙热阻,这两部分热阻对传热的影响可能在对流传热系数的经验公式中已包含,而准数关联式没考虑这两部分热阻的衰减作用。本文运用对流传热理论和ANSYS有限元数值分析技术,对高炉炉缸铸铁冷却壁稳态工况作传热学分析,来验证上述观点。  高炉在短期休风、烘炉时炉缸冷却壁的管内的冷却水处于层流或过渡流状态,经验公式在低水速条件下的计算值过大,显然不适用,本文仍以铸铁冷却壁为对象,利用准则数关联式推导不同水速状态下水与管壁间的对流传热系数表达式,并且推导在层流状态下考虑衰减热阻时水的综合传热系数表达式,同时利用流体仿真计算软件FLUENT对这类工况进行仿真,通过计算结果的分析来验证推导出的各个表达式的工程可用性,其中低水速(层流状态)的基于准数关联式的考虑水管与冷却壁本体间涂层和气隙两部分热阻衰减的综合传热系数表达式对缩小数值传热模型的规模和简化边界处理有重要的技术意义。
其他文献
织物疵点检测是纺织品生产中进行质量控制的重要环节。目前国内对疵点的检测主要由人工完成,这种方法存在劳动强度大、检测效率低、误检率高等缺点。因此,研究织物疵点自动检测
轧制变厚度板(Tailor Rolling Blank,TRB)作为一种新兴的材料结构,特点是在其轧制方向上厚度均匀变化,可以根据零件的强度要求合理分布板厚,具有轻量化的优点。将高强钢TRB热
随着汽车发动机在材料方面的使用与改进,其自身的声品质得以提升,此时汽车变速器振动噪声问题将变得尤为突出。汽车变速器中齿轮系统发出的敲击和啸叫噪声是汽车变速器系统振动
随着4G网络的推出,人们对高速信息传递的需求越来越高,从而进一步促进高频连接器的发展。高频连接器的开发受制于冲压技术,因此高频连接器的设计不但要考虑产品的高频特性,还
氧气顶吹转炉炼钢法的优点是:设备简单、投资少、生产率高等。但它同样也存在着一些缺点,如:在吹炼的前期和后期,熔池搅拌弱、炉温不均,成份不均、粘枪和烧枪等,而这些缺点与氧枪不