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蓄热式高温空气燃烧技术是20世纪90年代兴起的集节能、环保等多重优点的高新技术,是被国际燃烧界公认的燃烧领域的革命。
本研究主要基于二维TEACH程序、传热原理和能量守恒,开发出了一套二维非稳态直通道的温度场程序。并对此程序进行了改进,运用VisualBasic6.0和VisualFortran5.0的混编技术实现了人机对话,在可视界面上进行系统参数、结构参数和热工参数的调整,同时进行数值计算和图形数据分析。
应用所开发的计算机模拟软件,对包钢2#高炉热风炉蓄热室内格子砖与流经格砖的气体之间的对流换热、辐射换热以及格子砖内部的导热过程进行了数值求解,分析了热风炉的传热过程。把计算结果与现场数据进行对照,验证了程序的可行性。通过分析,得出了不同的操作周期、格子砖高度等参数对热风炉热工性能的影响。并对高炉热风炉操作制度作了简单的研究,提出了“一烧一送”操作制度在理论上的的可行性。
蜂窝陶瓷蓄热体是高效蓄热式燃烧系统的关键部分,通过它的蓄热和放热实现对高温烟气的余热回收和对冷空气的预热。可使尾气温度降到150℃以下,空气预热到800℃~1000℃,热效率达到80%。应用开发出的二维非稳态传热程序对蜂窝陶瓷蓄热体进行了热态模拟,以考察它的传热过程和传热性能;并设计了几组模拟实验,观察换向周期、蓄热体高度、蓄热体孔径、蓄热体的恒压热容和导热系数等参数对蜂窝陶瓷蓄热体传热性能的影响;同时得出了合适的结构参数和热工参数。由于同时还进行了蓄热式燃烧系统的实验研究,将数值模拟的结果和实验数据进行对比分析,尽管在具体数据上存在偏差,两者变化规律基本相同,进一步证明了所开发的程序的正确性和可行性。