新型节能卫生洁具辊道窑内温度均匀性优化研究

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1、万方数据中图分类号TKl75UDC620硕士学位论文学校代码密级10533新型节能卫生洁具辊道窑内温度均匀性优化研究Optimizationstudyoftemperatureuniformityinanovelandenergy．．savingsanitaryrollerkiln一一一-作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师常栩生动力工程及工程热物理热能工程能源科学与工程学院周孑民教授邓胜祥教授论文答辩日期矽f够彳!fr答辩委员会主席中南大学二零一四年五月万方数据原创性声明本人声明，所呈交的学

2、位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：鞭日期：2业年三月堕Et学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或

3、其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。日期：三堕年』月盟日万方数据中南大学硕士学位论文摘要本文以48m新型卫生洁具辊道窑为研究对象，针对窑内卫生洁具在烧成过程中的温度均匀性问题进行了计算机数值模拟研究，并对影响其温度均匀性的结构参数烧嘴倾角、烧嘴间距和操作参数空燃比进行了优化，得到了最佳优化参数。本文主要的研究内容和结论有：(1)分析了卫生洁具辊道窑烧成带的主要结构特点和技术特点，对辊道窑系统进行了热平衡计算分析，结果显示：燃料的

4、燃烧热占到了热量收入的99．6％，卫生洁具辊道窑的热效率为54．2％，相比于隧道窑有了明显提升，表面散热、冷却带抽出热风、烟气带走的显热占到了总热量的66．78％。提升卫生洁具辊道窑热能利用率的主要措施有：在保证完全燃烧的情况下降低空燃比来减小空气过剩系数，改进炉窑结构以减少散热和加大余热利用等。(2)通过对卫生洁具辊道窑烧成带原型进行合理的简化和假设建立其物理模型，采用Realizablek．￡湍流模型、PDF燃烧反应模型、DO辐射模型构建了辊道窑仿真数学模型，分析了物理模型的解析域，并对解析域进行网格划分，实现了卫生洁

5、具辊道窑的稳态数值模拟。(3)通过对基准工况进行数值模拟，分析了其流场和温度场，结果显示：烧嘴砖出口处火焰最大喷出速度为41m／s，相邻的两对喷嘴射出的主流体之间形成了一个微小的流体循环，这种循环气流能增强各股射流流体之间的混合，有利于制品换热；窑内辊下温度均匀性要优于辊上温度均匀性；卫生洁具A的上下表面平均温差为11K，洁具表面最高温度为1465K，最低温度为1435K，最高温度与最低温度差为30K：卫生洁具B的上下表面平均温差为9K，洁具表面最高温度为1466K，最低温度为1439K，最高温度与最低温度差为27K。(4

6、)利用温度离散系数为优化指标，对烧嘴倾角、烧嘴间距及空燃比进行了单因素分析，根据各因素与温度离散系数之间的关系图，得出各因素的最优区间。采用正交试验方法得出了其最优化参数组合为：烧嘴倾角100、烧嘴间距470mm、空燃比12；各因素对温度均匀性的影响顺序为：烧嘴倾角最大(50％)、烧嘴间距次之(28％)，空燃比影响最弱(22％)。优化工况与实际工况相比温度均匀性提高了25％。图22幅，表16个，参考文献63篇。关键词：卫生洁具辊道窑；数值模拟；温度均匀性；’优化分类号：TKl75万方数据AbstractThisprojec

7、tstudiesanewtypeofsanitarywarerollerkilnwithalengthof48meters，emphasizingonoptimizingthetemperatureuniformityinsidethekilnwhensinteringsanitarywares．Throughnumericalsimulation，quantitativecontributionsofstructuralparametersincludingtheburnerinclinationangle，thebur

8、nerspacing，anoperationalparameter,theair-fuelratioonthetemperatureuniformityaredeterminedandoptimalworkingconditionsareobtained．Detailedresearchandmajor