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基于高炉冷却壁光纤光栅热态实验的基本原理,分析了光纤光栅传感器在高炉冷却壁在线监测中的优势.对高炉冷却壁以光纤光栅为传感器的热态实验进行了系统误差分析,并探讨了系统误差产生的可能原因.通过实验数据分析,得到冷却壁表面温度和热应力与以光纤光栅传感器输出的波长之间的关系.对热态实验数据进行误差和不确定度的分析,从而确定数据的可靠性,为实验数据的修正和准确性判断提供了依据.

关键词: 高炉冷却壁 , 光纤光栅 , 误差分析 , 不确定度

基于多目标优化设计的铸钢冷却壁结构优化研究

邓凯 , 程惠尔

钢铁钒钛 doi:10.3969/j.issn.1004-7638.2005.02.010

有限元法及最优化方法是工程分析最主要的两个数学工具,将两者有机结合起来,可以实现真正意义上的冷却壁性能优化计算机辅助设计.基于正交回归设计确定冷却壁的结构组合,利用大型有限元分析软件ANSYS对不同结构参数下的铸钢冷却壁进行三维稳态温度场及应力场计算,然后通过MATLAB多目标优化设计方法计算得到铸钢冷却壁的最优结构参数.计算结果表明,优化结构参数后的冷却壁比原冷却壁最高温度下降7.88%,最大热应力下降6.14%.

关键词: 高炉冷却壁 , 传热模型 , 结构参数 , 正交设计 , 多目标优化

冷却壁液固两相流三维流动与污垢清洗数值模拟

卜庆选 , 石小超 , 纪鹏飞 , 胡振海 , 张琳

钢铁研究

建立了高炉水冷却壁三维物理模型.采用大型CFD软件FLUNT6.8中的欧拉多相流模型,对高炉水冷壁冷却埋管内的液固两相流三维流动和污垢清洗特性进行了数值模拟研究.分析了流体的流速、固体颗粒的粒径、体积分数对流体的流动、清洗强度及清洗均匀的影响.研究结果表明:流体的湍流强度、壁面污垢清洗强度和压力降均随流速、液固颗粒粒径和体积分数的增加而增加;液固两相流防垢除垢效果取决于流速、液固颗粒粒径和体积分数的合理组合;综合考虑节水节能及污垢清洗的均匀性,高炉冷却壁的最佳流速为1.5 m/s,同相颗粒粒径为3～4 mm,体积分数为5 %～12%.研究结果为炼钢高炉冷却壁液固两相流污垢在线清洗的工业应用提供了理论基础.

关键词: 高炉冷却壁 , 液固两相流 , 污垢在线清洗 , 强化传热 , 数值模拟

高炉冷却壁智能监测方法的研究

吴俐俊 , 徐迅 , 周伟国

钢铁

为了监测冷却壁热态状况,将人工智能仿真技术引入到冷却壁数值仿真中,建立了基于传热数学模型与人工智能技术结合的高炉冷却壁系统智能仿真模型.通过训练冷却壁热态试验数据样本,得出了基于参数修正因子的高炉冷却壁的智能仿真模型.该模型能在线监测高炉冷却壁的热态状况.

关键词: 高炉冷却壁 , 传热模型 , 智能仿真 , 在线监测

基于ANSYS的高炉铸钢冷却壁传热分析

钱中 , 程惠尔

钢铁钒钛 doi:10.3969/j.issn.1004-7638.2005.01.012

运用大型有限元通用软件ANSYS,对高炉铸钢冷却壁稳态工况进行传热学分析.同时根据计算结果,分析了冷却壁在稳定工作状态下的温度、热流以及温度梯度的分布情况.通过分析可以找出冷却壁工作中需要注意的地方,为今后冷却壁的维护和设计提供参考.还讨论了冷却水管水垢对高炉铸钢冷却壁温度场的影响.结果表明,水垢每增加1 mm厚,会使冷却壁热面温度升高约60 ℃.

关键词: 高炉冷却壁 , ANSYS , 热流密度 , 温度梯度 , 温度场

结构参数对高炉铸钢冷却壁温度及热应力分布的影响

邓凯 , 吴俐俊 , 程惠尔 , 钱中

钢铁钒钛 doi:10.3969/j.issn.1004-7638.2004.04.011

通过采用ANSYS有限元分析软件,计算并分析了高炉冷却壁稳态传热过程及不同结构参数(冷却水管形状及直径、冷却水管间距、冷却壁镶砖厚度、冷却壁壁体的厚度)对冷却壁最高温度及热应力分布的影响.并在此基础上探讨了冷却壁结构的改进方向,为冷却壁结构的优化提供了理论依据.

关键词: 高炉冷却壁 , 结构参数 , 温度场 , 应力场

基于CFD模拟和热态实验的高炉冷却壁传热分析

鞠贵冬 , 吴俐俊 , 陆祖安

钢铁研究学报 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140466

基于计算流体力学(CFD)方法,建立了一种考虑冷却水进出口温差的冷却壁数值模型,并利用热态试验研究确立了更为准确的数值模拟边界条件.对比数值模拟与实验研究结果,两者吻合程度较高,验证了模拟方法的可靠性.同时也对是否考虑冷却水进出口温差的 2 种数学模型进行了比较,结果表明考虑冷却水温差模型有利于全面模拟冷却壁运行时各项指标.模拟结果也为高炉冷却壁在线智能监测提供了理论依据.

关键词: 高炉冷却壁 , 热态实验 , 边界条件 , 数值模拟