天然气具有成本低、污染小的特点,目前作为燃料被越来越广泛应用于工业锻造加热炉领域。由于炉内流动、燃烧、传热过程的复杂性,实现天然气加热炉温度的精确控制达到温度场均匀分布的要求是很困难的。为了解决这个问题,首先应了解锻造加热炉炉膛温度场特性,即建立锻造加热炉温度场的数学模型。本文总结了锻造加热炉温度场数学模型的研究现状。针对红原锻铸公司7.5 m2锻造加热炉的具体结构和运行参数,通过对炉内流动、燃烧、传热过程的分析,建立了具有实际意义的天然气锻造加热炉炉膛温度三维数学模型。该模型由三部分构成:标准k ?ε模型、非预混燃烧模型和辐射传热的离散坐标模型。采用GambitTM软件对研究对象进行了网格划分,应用计算流体力学软件FlunetTM对以上机理模型进行了数值求解。本文针对天然气锻造加热炉不同工况,进行了温度场、流场的模拟,基于模拟结果分析得到了天然气锻造加热炉温度场、流场的定性分布规律。针对所建立的机理模型无法表示可变参数与温度之间关系的不足,提出了二次仿真建模的方法,在得到的不同工况数据基础上,应用BP神经网络,对炉内温度场进行了二次仿真建模,并对模型的准确性进行了验证,结果表明,本文所建立的三维数学模型能够客观的反映锻造加热炉热过程的特性,同时可以很好的预测天然气加热炉实际运行情况,对实际温度控制具有一定指导意义。