全氫罩式爐退火過(guò)程離線模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其主要算法研究.pdf

1、本文以全氫罩式爐退火過(guò)程為主要研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)全氫罩式爐結(jié)構(gòu)以及熱工過(guò)程詳細(xì)介紹,在建立了全氫罩式爐整個(gè)退火過(guò)程各個(gè)研究模塊詳細(xì)傳熱與流動(dòng)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上,分析研究了全氫罩式爐退火工藝制定離線預(yù)測(cè)系統(tǒng)框架搭建及邏輯結(jié)構(gòu),并根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)了人機(jī)交互界面。在系統(tǒng)模塊開(kāi)發(fā)中鋼卷溫度場(chǎng)離散計(jì)算以及溫度場(chǎng)可視化是系統(tǒng)核心或難點(diǎn),本文針對(duì)以上兩個(gè)模塊做了深入細(xì)致論述。全氫罩式爐參與傳熱主要部件以及結(jié)構(gòu)包括加熱罩、爐氣、內(nèi)罩、氫氣以及鋼卷;退火過(guò)程依

2、次包括加熱階段、均熱階段、輻射冷卻階段、空氣冷卻階段以及噴淋冷卻階段。其中爐氣溫度作為系統(tǒng)計(jì)算起點(diǎn)根據(jù)燃燒空間能量平衡以及上一步長(zhǎng)其他變參數(shù)求解,之后系統(tǒng)依次向內(nèi)算至鋼卷,向外算至加熱罩以及冷卻罩。鋼卷作為計(jì)算終點(diǎn),采用第三類邊界條件考慮鋼卷與氫氣對(duì)流換熱以及鋼卷與內(nèi)罩輻射換熱。依據(jù)二維柱坐標(biāo)下非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)算法,迭代得出本步溫度場(chǎng)后判斷并存儲(chǔ),參與下一步計(jì)算。等值線計(jì)算采用離散點(diǎn)插值追蹤掃描方法遍歷所有等值點(diǎn)并采用相同規(guī)則完成所有等值線