烧结余热回收竖罐内气体流动数值计算

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1、万方数据AThesisinThermalEngineeringNumericalCalculationofGasFlowinSinterLayerofverticaltankforRecoveringSinterWasterHeatByZhaoYongSupervisor：AssociateProfessorDongHuiNortheasternUniversityJune2012万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不

2、包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=匕恩。学位论文作者签名：钐勇日期：7扫h．6．23学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：象雾签字日期：沙胆．6．巧导师签名：签

3、字日期：万方数据．II．万方数据东北大学硕士学位论文摘要烧结余热回收竖罐内气体流动数值计算摘要烧结余热罐式回收是借鉴CDQ提出的一种烧结矿显热高效回收利用的工艺流程。就基本原理而言，余热回收罐体是一种散料床式气固逆流热交换装置，散料层与冷却介质之间的热交换均在烧结矿空隙中进行，气体流动是影响气固热交换的主要因素。一般而言，罐体内气体流量较大的地方，往往是气固热交换比较充分的地方。因此，研究罐体内气流分布规律及其阻力特性，对强化罐体料层气固热交换、提高烧结余热回收利用率具有十分重要的意义。基于此，本文拟对罐体料层内的气体流动展开研究。余热

4、回收罐体内的散料层属于非结构化填充结构，且床层几何因子变化幅度较大，空隙率分布的研究至关重要。因此，本文采用断层图像分析方法研究了床层空隙率沿着床层径向上的分布规律。在此基础上，通过Fluent软件，采用多孔介质模型，利用UDF自定义料层空隙率径向分布函数，研究了罐体床层内气流分布规律及其影响规律，同时研究了料层阻力特性。(1)罐体料层内，空隙率径向分布基本规律为：￡一o．27534+而0黑‰1+1叫‘1叭卜卜”·州酣吖Ⅲ’式中r为距壁面的距离，R为床层半径。空隙率在从罐体轴心至壁面大部分区域里变化较小，在壁面附近某一位置起开始急剧增加

5、，到壁面处达到峰值。(2)罐体内气体流动的基本规律：冷却空气进风口区域，气体流速中间低，两边高；冷却段区域，气体流速沿径向由中心至内壁先缓慢增加，后在内壁附近徒然增大；随着料层高度的增加，越接近出风口，径向速度偏析越严重。气体径向所受料层阻力由中心至内壁先缓慢变小，距内壁附近开始快速下降，表观流速为3-5m／s时径向压差平均值大约为0．1～0．14kPa。影响气体流动的主要因素为空隙率分布与预存段宽度，空隙率径向偏析越严重，预存段越宽，气流分布越不均匀。(3)罐体内气体所受料层阻力沿罐体高度方向逐渐变小，单位料层高的阻力特性公式：TAP

6、-372．36器uo+0．95揣“。2dd三￡3@，P)2￡3@。p)”表观流速3-5m／s范围内，单位料层高的阻力大约介于0．6～1．5kPa。万方数据东北大学硕士学位论文摘要影响料层阻力特性的主要因素有：表观流速、颗粒直径、空隙率。其它参数一定，料层颗粒直径越小，空隙率越小、表观流速越大，单位料层压力损失越大。气流通过散料床层的动力是依靠气流的静压差，而不是气流所具有的动能，所以流量一定改变入口尺寸即改变流速不会改变单位料层压力损失。关键词：烧结；余热；罐式回收；空隙率；UDF．．IV．．万方数据东北大学硕士学位论文Abstract

7、NumericalCalculationofGasFlowinSinterLayerofVerticalTankforRecoveringSinter肠steHeatAbstractSinterwasteheatrecoverywithverticaltankisal(indofhighefficiencyrecoverymethods，whichtakesexamplebyCDQ．Inessence，wasteheatrecoverytankisasortofgas-particlecountercurrentheatexchange

8、r,andtheheatexchangebetweensinterlayerandcoolingairtakesplaceinthesintervoid，gasflowisamajorfactorthati