干熄焦炉内固-气流动及传热数值模拟毕业(论文)设计.doc

本科毕业论文题目：干熄焦炉内固-气流动及传热数值模拟学院:材料与冶金学院专业:材料成型及控制工程学号:201102131028学生姓名:明廷勇指导教师:常庆明日期:二〇一五年六月武汉科技大学本科毕业论文PAGE\*MERGEFORMAT1武汉科技大学本科毕业论文PAGE\*MERGEFORMAT摘要干熄焦技术相对传统的熄焦工艺具有节能、环保和提高焦炭质量等优点，在国内外得到了广泛的应用，各大钢厂都非常重视对干熄焦技术的研究。随着干熄焦技术的不断发展，传统的研究方法已不能满足新的工艺要求。本文以某厂140t/h的干熄焦炉为研究对象，建立了干熄焦炉的三维几何模型，采用多孔介质理论建立了干熄焦炉内固-气流动及传热的数学模型。基于FLUENT软件中的多孔介质模型，利用UDS和UDF将FLUENT中的单能量方程改写为双能量方程，模拟干熄焦炉内固-气流动及传热情况，为干熄焦炉提供设计提供依据。在此模型基础上，通过改变气体入口温度和速度，观察气体出口和焦炭出口温度的变化情况，分别分析气体入口风温和入口风速对干熄焦生产工艺的影响。研究发现，气体从底部进入干熄焦炉后在斜道和环形气体发生了偏流，越靠近气体出口，气体流速越大；气体压降主要发生在冷却室，气压在斜道和环形气道达到最低；在炉内同一位置，焦炭温度恒比气体温度高，冷却室周边的换热比中心区域更充分。气体入口风温对干熄焦生产工艺影响不大，气体出口和焦炭出口温度随气体入口风速的增大显著降低。关键词：干熄焦；多孔介质；FLUENT；数值模拟PAGE\*MERGEFORMATIIPAGE\*MERGEFORMATIIAbstractTheCokeDryQuenching(CDQ)technologyhavemoreadvantagesinenergysaving,environmentalprotectionandimprovingthequalityofandcokeoverthetraditionalcokequenchingprocess.Thistechnologyhasbeenwidelyusedbothathomeandabroad.Andthemajorsteelmillsattachgreatimportancetothestudyofcokedryquenchingtechnology.Withthecontinuousdevelopmentofdryquenchingtechnology,traditionalmethodscannotmeettherequirementsofnewchallenges.Inthispaper,athree-dimensionalgeometricmodelofa140t/hcokedryquenchingunitisestablishedandamathematicalmodelforquenchingflowandheattransferbetweengasandcokeisestablishedbyusingthetheoryofporousmedia.BasedontheporousmediummodelinFLUENTsoftware,theuserdefinedscalars(UDS)anduserdefinedfunctions(UDF)areutilizedtochangesingle-energyequationintodouble-energyequations,inordertosimulatethesolid-gasflowandheattransferindrycokequenching,whichcanprovideabasisforCDQdesign.Onthebasisofthismodel,differentgas-inlettemperatureandvelocityaregivenforobservingthechangesinthegas-outletandcoke-outlettemperature,toanalyzehowgas-inlettemperatureandvelocitycanaffecttheCDQproductionprocess.Theresultsshowthatgasinthechuteandringairwayhasthedriftphenomenon,andtheclosertotheoutlet,thefasterthevelocityis;thelossofgaspressuremainlyoccurredinthecoolingchamber,thelowestgaspressureforminthechuteandringairway;thecok