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天然气铝熔炼炉内料堆熔化过程数值模拟与堆料高度优化研究

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中南大学学报(自然科学版) 2024年第6期 2084-2091页

作者：闫红杰谢环宇吴克伍东玲刘柳中南大学能源科学与工程学院

以天然气铝熔炼炉中铝料的熔化过程为研究对象，通过VOF模型捕捉气液界面，采用EnthalpyPorosity模型描述固液相变过程，对二维截面铝料熔化的非稳态过程进行数值模拟，研究铝料在熔化过程中的流动与传热行为，并对堆料方式单因素的影... 详细信息

以天然气铝熔炼炉中铝料的熔化过程为研究对象，通过VOF模型捕捉气液界面，采用EnthalpyPorosity模型描述固液相变过程，对二维截面铝料熔化的非稳态过程进行数值模拟，研究铝料在熔化过程中的流动与传热行为，并对堆料方式单因素的影响进行分析。研究结果表明：在熔炼过程的前中期，熔化后的铝液累积在熔池烟气入口侧，导致已熔融铝液凝固；在铝料高度分别为2.94、2.64、2.34和2.04 m时，熔化速率随时间均呈现先减小后增大的规律；当料堆高度为2.64 m时，熔化时间最短，为3 199 s，铝料平均温度最低，比基准工况下的平均温度低50 K，可以有效防止上层铝液过热，减少氧化造成的铸损。

关键词：天然气铝熔炼炉数值模拟熔化堆料方式

RH精炼过程中合金熔化混匀现象的水模型研究

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太原理工大学学报 2024年

作者：许智博陈超王佳李怡宏曹瑞云赵岩松薛利强范晋平太原科技大学材料科学与工程学院太原理工大学建筑学院太原理工大学材料科学与工程学院山西太钢不锈钢股份有限公司炼钢二厂

【目的】在RH精炼处理的不同阶段，根据需要会加入大量合金，以调整钢液成分，其在RH中的运动、熔化及均匀分布，决定了精炼过程的生产节奏。【方法】本文通过水模型实验与数值模拟，研究了NaCl饱和溶液与NaCl颗粒分别作为示踪物质，在R... 详细信息

【目的】在RH精炼处理的不同阶段，根据需要会加入大量合金，以调整钢液成分，其在RH中的运动、熔化及均匀分布，决定了精炼过程的生产节奏。【方法】本文通过水模型实验与数值模拟，研究了NaCl饱和溶液与NaCl颗粒分别作为示踪物质，在RH装置内的传输过程及混匀现象。以KCl溶液冻成的盐球类比重型合金，研究其由真空室顶部进入RH后的运动及混匀过程。【结果】结果表明：颗粒与溶液在各点处的无量纲浓度曲线变化趋势一致，颗粒方案的响应时间和第一峰值时间略晚于溶液方案，第一峰值浓度也较低，这和颗粒溶解过程有关。当溶液体积或颗粒质量增加后，在下降管出口处盐水溶液的浓度曲线第一峰浓度较大且峰值时间较短。颗粒作为示踪物质时的混匀时间均远高于（接近2倍）同等盐分溶液的方案。在RH加入盐球时，其在真空室底部短暂停留后流入下降管，随后停留在钢包底部直至融化，期间缓慢释放盐分，使得钢包底部区域达到混匀的时间较长。在实际RH精炼过程中，加入重型难熔合金后，应注意钢包底部区域物质的混合规律。

关键词：合金 RH 水模型熔化混匀

空穴效应下泡沫金属复合相变材料热性能数值模拟

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应用数学和力学 2024年第1期45卷 85-96页

作者：潘涵婷许多徐洪涛罗祝清上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

在三维泡沫金属复合相变材料(PCM)基础上,构建了随机分布空穴模型,采用多松弛时间格子Boltzmann方法,从孔隙尺度分析了不同空穴体积分数、分布位置及泡沫金属与PCM导热系数比下的空穴效应.结果表明,随着空穴体积分数的增加,减缓了复合PC... 详细信息

在三维泡沫金属复合相变材料(PCM)基础上,构建了随机分布空穴模型,采用多松弛时间格子Boltzmann方法,从孔隙尺度分析了不同空穴体积分数、分布位置及泡沫金属与PCM导热系数比下的空穴效应.结果表明,随着空穴体积分数的增加,减缓了复合PCM的传热速度,并降低了潜热储能的能力.在Fourier数Fo=0.7时刻下,当空穴体积分数分别为2.4%,7.6%和11.7%时,相较于无空穴情况下的储热量分别减少了3.2%,9.0%和13.0%.当体积分数为3%的空穴集中在热壁面侧时,其对复合PCM熔化过程的阻碍作用最显著,此时空穴层相当于绝热层,使复合PCM的整体熔化时间延长了6.1%.为削弱空穴效应,可选择导热系数比超过100的泡沫金属骨架来提高其在传热中的主导作用.

关键词：相变泡沫金属空穴熔化格子Boltzmann方法

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投加物在高炉渣熔池中的熔化数值模拟研究

工业加热 2024年第5期53卷 40-45页

作者：王德锋杨虎林吴刚覃亚李磊胡智锋邓强瞿方浙江大学浙江杭州310058 浙江省环保集团有限公司浙江杭州310011

高炉渣中物料的熔化情况影响冶金反应的进行程度,固体物料在高温熔池中熔化时,其内部温度较高,监测环境恶劣,无法直接观测熔化过程。为探究熔池中投加物熔化规律,优化工艺参数,利用ANSYSFluent软件模拟熔化行为,定量地分析物料种类、物... 详细信息

高炉渣中物料的熔化情况影响冶金反应的进行程度,固体物料在高温熔池中熔化时,其内部温度较高,监测环境恶劣,无法直接观测熔化过程。为探究熔池中投加物熔化规律,优化工艺参数,利用ANSYSFluent软件模拟熔化行为,定量地分析物料种类、物料尺寸对投加物熔化过程的影响。结果表明,物料的粒径分别为0.2,0.5,1.0和2.0cm时,焚烧渣和污泥完全熔化时间分别为0.208,1.0633.280,8.845s和0.146,0.755,2.950,7.520s。在熔化过程中,焚烧渣和污泥内外温度差一般不超过30℃。为基于冶炼废渣的多元工业固废CO_(2)矿化工艺研究提供理论依据和实验支撑。

关键词：焚烧渣污泥高炉渣数值模拟熔化

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熔窑后期熔化引起微小气泡的治理

玻璃 2024年第4期51卷 44-46页

作者：陈德成宫俊峰谭利关岭雷佳武汉长利新材料科技股份有限公司武汉430090 秦皇岛经济技术开发区民生保障局秦皇岛066000

浮法工艺是成熟工艺,很多板面气泡根据分布、大小等特点较容易找到原因并快速采取相应措施,但板面杂乱无章的微小气泡由于产生原因很多,逐一排除时会因为时间较长而影响产质量。就目前具体生产中遇到的因熔化原因引起的微小气泡的整治... 详细信息

浮法工艺是成熟工艺,很多板面气泡根据分布、大小等特点较容易找到原因并快速采取相应措施,但板面杂乱无章的微小气泡由于产生原因很多,逐一排除时会因为时间较长而影响产质量。就目前具体生产中遇到的因熔化原因引起的微小气泡的整治过程进行分析,通过逐一排查,探究原因,为浮法玻璃生产中气泡的来源提供思考和借鉴。

关键词：气泡浮法玻璃澄清熔化控制

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电子束3D打印铺粉系统的研究

科技与创新 2024年第12期 47-50,54页

作者：董耀卿车军兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070

介绍了一种基于电子束熔融成型3D技术(EBM)的铺粉系统。该系统采用高能电子束对金属粉末进行熔化烧结,然后通过逐层堆积以实现对立体物品的快速成型。从系统的硬件组成、控制算法和加工工艺等方面进行了详细阐述,同时针对系统的优化和... 详细信息

介绍了一种基于电子束熔融成型3D技术(EBM)的铺粉系统。该系统采用高能电子束对金属粉末进行熔化烧结,然后通过逐层堆积以实现对立体物品的快速成型。从系统的硬件组成、控制算法和加工工艺等方面进行了详细阐述,同时针对系统的优化和改进提出了建设性建议。该系统具有高效、精准、稳定的特点,可以满足复杂工件的快速制造需求,具有广阔的应用前景。

关键词：电子束 3D打印铺粉系统熔化

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高孔隙率泡沫铜强化相变材料熔化特性

化工进展 2022年第9期41卷 4928-4936页

作者：李琪成泽方白淼胡鹏飞东北电力大学能源与动力工程学院吉林吉林132012

为了研究纯石蜡与泡沫铜/石蜡相变复合材料吸热熔化性能的不同,探究泡沫铜对石蜡熔化换热过程的影响,本文对纯石蜡和孔隙率为0.98的高孔隙率泡沫铜/石蜡复合材料的相变熔化过程进行了可视化实验研究,并数值模拟分析了纯石蜡及泡沫铜/石... 详细信息

为了研究纯石蜡与泡沫铜/石蜡相变复合材料吸热熔化性能的不同,探究泡沫铜对石蜡熔化换热过程的影响,本文对纯石蜡和孔隙率为0.98的高孔隙率泡沫铜/石蜡复合材料的相变熔化过程进行了可视化实验研究,并数值模拟分析了纯石蜡及泡沫铜/石蜡复合材料熔化过程。结果表明:复合材料与纯石蜡的液相率变化出现交点,即临界液相率值,此时复合材料具有的液相占比与纯石蜡液相占比相同;泡沫铜的填充能明显改善纯石蜡传热系数低的问题,加快相变材料的整体熔化速率,当热通量为1200W/m2时,孔隙率为0.98的泡沫铜填充使纯石蜡完全熔化时间缩短了约12.5%,并使整体温度分布更均匀,改善热分层现象,且复合材料最大温差比纯石蜡最大温差低约27.5K。

关键词：泡沫铜纯石蜡复合材料熔化相变数值模拟

电场作用多线-方腔结构有机相变材料熔化特性研究

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工程热物理学报 2022年第5期43卷 1285-1291页

作者：孙志浩杨鹏飞吾世昆·阿吾孜汗罗康吴健哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

电场能够主动操控介电工质流动传热过程。本文搭建了非对称多线-方腔电极结构实验平台,研究了电场作用下正十八烷/石蜡两种有机相变材料(Phase change materials, PCMs)熔化特性.实验结果表明:电场能明显加快正十八烷熔化过程,当向多线... 详细信息

电场能够主动操控介电工质流动传热过程。本文搭建了非对称多线-方腔电极结构实验平台,研究了电场作用下正十八烷/石蜡两种有机相变材料(Phase change materials, PCMs)熔化特性.实验结果表明:电场能明显加快正十八烷熔化过程,当向多线电极施加电压为-10.0 k V时,其熔化时间最多可缩短54.5%;液态石蜡由于具有较高黏度,电场加速石蜡熔化效果并不明显;库伦力为电场作用有机相变材料熔化的主要作用力,其空间电荷来源于线电极注入。

关键词：有机相变材料熔化电流体动力学主动强化

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基于替代材料的燃料棒熔化实验研究

原子能科学技术 2022年第6期56卷 1120-1128页

作者：吴志远张魁冯唐涛陈荣华田文喜秋穗正苏光辉西安交通大学核科学与技术学院陕西西安710049 武汉第二船舶设计研究院湖北武汉430064

为获得核反应堆燃料元件熔化以及熔融物扩展和消熔过程中的关键实验数据,本研究将典型压水堆中的燃料棒元件作为研究对象,在堆芯材料严重事故现象可视化研究实验装置FROMA上开展了低温条件下的燃料棒熔化实验。实验采用锌-铝的替代材料... 详细信息

为获得核反应堆燃料元件熔化以及熔融物扩展和消熔过程中的关键实验数据,本研究将典型压水堆中的燃料棒元件作为研究对象,在堆芯材料严重事故现象可视化研究实验装置FROMA上开展了低温条件下的燃料棒熔化实验。实验采用锌-铝的替代材料燃料棒,开展了单棒的熔化凝固可视化研究,获得了严重事故过程中燃料棒包壳的瞬态轴向温度分布特性以及熔融物扩展、迁移和再定位的动态过程。本研究基于实验数据对熔融物的流动、扩展和凝固、迁移等相关的物理现象和过程进行深入分析,为反应堆严重事故现象分析模型的开发提供了数据支持。

关键词： FROMA 熔化迁移严重事故