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浙江大学学报（工学版） 2013年第11期47卷 1970-1975页

作者：钟崴杨志群宋冬根胡继光童水光浙江大学热工与动力系统研究所浙江杭州310027 中国瑞林工程技术有限公司江西南昌330002

针对某大型闪速炼铜余热锅炉辐射冷却室的水动力性能设计问题,提出一种垂直蛇形管水冷壁水动力特性分析的理论模型,重点讨论热负荷引起管内工质含汽率变化对垂直蛇形管水冷壁管重位压降的影响.基于流场数值模拟结果获得的水冷壁热负荷... 详细信息

针对某大型闪速炼铜余热锅炉辐射冷却室的水动力性能设计问题,提出一种垂直蛇形管水冷壁水动力特性分析的理论模型,重点讨论热负荷引起管内工质含汽率变化对垂直蛇形管水冷壁管重位压降的影响.基于流场数值模拟结果获得的水冷壁热负荷分布进行水冷壁节流圈的设计,进而对水冷壁有、无节流圈条件下的出口含汽率分布、阻力及脉动特性进行比较分析.分析结果表明:在闪速炼铜余热锅炉的水冷壁中采用基于热负荷分布所设计的节流圈不仅能够有效调配的工质流量,还有助于消除由热负荷波动引起的流量脉动,有效改善水冷壁的水动力特性.

关键词：闪速炼铜余热锅炉水冷壁水动力性能

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闪速炼铜余热锅炉辐射室流场温度场数值模拟

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浙江大学学报（工学版） 2012年第2期46卷 321-326页

作者：钟崴丁晟宋冬根鞠霞童水光浙江大学热工与动力系统研究所浙江杭州310027 中国瑞林工程技术有限公司江西南昌330002

针对某大型闪速炼铜炉余热锅炉,提出采用计算流体动力学(CFD)技术模拟锅炉辐射室内流场和温度场的模型和方法.模型中考虑湍流计算、化学组分扩散计算以及传热计算.通过对初始方案和若干调整方案模拟结果的比较分析,掌握在辐射室中部布... 详细信息

针对某大型闪速炼铜炉余热锅炉,提出采用计算流体动力学(CFD)技术模拟锅炉辐射室内流场和温度场的模型和方法.模型中考虑湍流计算、化学组分扩散计算以及传热计算.通过对初始方案和若干调整方案模拟结果的比较分析,掌握在辐射室中部布置挡板,并在辐射室入口处喷入硫酸盐化风时的辐射室流场及温度场总体分布规律.结果表明:辐射室挡板对于高温烟气扩散并充满整个辐射室至关重要,位置和尺寸对流场及温度场的整体形态具有决定性影响;盐化风应喷入到高温烟气的前冲途径上,以有效打散高温烟气团,降低烟气的前冲动能.

关键词：闪速炼铜余热锅炉流场温度场数值模拟

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闪速炼铜余热锅炉辐射室流场温度场数值模拟及结构优化

闪速炼铜余热锅炉辐射室流场温度场数值模拟及结构优化

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作者：丁晟浙江大学

学位级别：硕士

闪速炼铜余热锅炉辐射室内的烟气流动及传热、传质过程十分复杂,准确掌握其内部流场和温度场状况对于余热锅炉的优化设计具有重要意义。本文采用CFD数值模拟方法,对某铜冶炼项目的闪速炉余热锅炉辐射室内流场温度场进行数值模拟及结构... 详细信息

闪速炼铜余热锅炉辐射室内的烟气流动及传热、传质过程十分复杂,准确掌握其内部流场和温度场状况对于余热锅炉的优化设计具有重要意义。本文采用CFD数值模拟方法,对某铜冶炼项目的闪速炉余热锅炉辐射室内流场温度场进行数值模拟及结构优化研究,主要研究内容和结论如下：1)对铜冶炼闪速炉余热锅炉辐射室的流场温度场数值模拟进行了理论研究分析,确定了影响流场温度场的3个主要因素：湍流、化学组分扩散与传输,以及导热、对流与辐射传热,考虑3个因素的相互作用同时进行数值模拟计算,建立了流场温度场数值模拟计算的数学模型;2)通过研究铜冶炼闪速炉余热锅炉的结构特点,建立了辐射室的物理模型。确定边界条件后,进行数值模拟计算喷入盐化风工况下辐射室内流场与温度场的分布情况,初步掌握了辐射室内流场和温度场分布的总体规律,以此为基础确立了2个优化方向：对盐化风喷嘴位置的优化,向上移动盐化风喷嘴的位置;对辐射室挡板尺寸与位置的优化,缩短辐射室挡板的长度,以及向烟气入口方向移动辐射室挡板的位置;3)利用辐射室结构优化的基本原理设计闪速炉余热锅炉辐射室的结构调整方案。首先,将盐化风喷嘴的位置整体向上移动;其次,将缩短挡板的长度、向烟气入口方向移动挡板位置这2个优化方向设置为2个不关联的设计变量,确立目标函数与可行域的范围,将可行域离散为若干个子区间,选取其中具有代表性的子区间的数值模拟结果进行分析找出较优解;最后,对调整挡板间隙大小的方案进行数值模拟与分析,掌握了增大挡板缝隙宽度对流场温度场分布的影响规律。

关键词：闪速炼铜余热锅炉流场温度场数值模拟结构优化

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闪速炼铜余热锅炉水动力性能设计关键技术

闪速炼铜余热锅炉水动力性能设计关键技术

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作者：杨志群浙江大学

学位级别：硕士

闪速炼铜余热锅炉的水动力系统结构十分复杂,准确掌握其水动力性能对余热锅炉的优化设计具有重要意义。本文针对大型闪速炼铜余热锅炉的水动力性能设计的关键技术开展研究工作,主要研究内容如下： 1)针对闪速炼铜余热锅炉辐射室通常采... 详细信息

闪速炼铜余热锅炉的水动力系统结构十分复杂,准确掌握其水动力性能对余热锅炉的优化设计具有重要意义。本文针对大型闪速炼铜余热锅炉的水动力性能设计的关键技术开展研究工作,主要研究内容如下： 1)针对闪速炼铜余热锅炉辐射室通常采用的垂直蛇形管水冷壁结构,提出一种垂直蛇形管水动力性能分析计算的理论模型。基于该模型分析了垂直蛇形管内工质在单相状态与两相状态下局部阻力、摩擦阻力、加速压降的计算方法,并重点讨论了热负荷引起管内工质含汽率变化对垂直蛇形管水冷壁管重位压降的影响,并通过单个“U”形管的重位压降计算加深对垂直蛇形管重位压降计算问题的理解。 2)针对采用节流圈调节并联管组水动力特性的问题,建立了流量分配、压降计算的理论分析模型,提出了一种设计节流圈结构尺寸的方法,进而讨论了节流并联受热管组流量与热负荷间的关系。 3)针对某大型闪速炼铜余热锅炉,在通过数值模拟结果获得的辐射室并联水冷壁管路热负荷分布的前提下,进行了水冷壁节流圈的设计。基于设计结果,对水冷壁有、无节流圈情况在100%、75%、50%不同热负荷工况下辐射室侧墙水冷壁各管路的流量分布特性、出口含汽率分布特性进行分析,并研究了其阻力特性和变工况时的脉动特性,掌握了相关的特点与规律,最后分析了该余热锅炉整体水动力性能设计的效果。工程应用表明：采用本文提出的模型和方法,可以有效提高闪速炼铜余热锅炉水动力性能设计的准确性和效率。

关键词：闪速炼铜余热锅炉水冷壁蛇形管节流圈水动力性能

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