氮化制品燒成窯內(nèi)溫度場的數(shù)值仿真及優(yōu)化研究.pdf

1、燒成窯內(nèi)的溫度場均勻與否是決定氮化制品燒成質(zhì)量好壞和燒制周期長短的關(guān)鍵，均勻的溫度場和合理的熱工制度能有效提高生產(chǎn)率和降低能耗。全面解析窯內(nèi)溫度場有助于掌握燒成窯的運行狀況和延長爐窯的使用壽命，對設(shè)計和改造爐窯設(shè)備、優(yōu)化工藝參數(shù)具有指導(dǎo)意義。 本文以橫向課題“氮化制品燒成窯內(nèi)溫度場及流場的數(shù)值仿真及優(yōu)化”為依托，以賽隆復(fù)合材料有限公司的氮化制品燒成窯(梭式窯和電窯)為研究對象，對燒成窯內(nèi)的溫度場進行了數(shù)值仿真與優(yōu)化。 本

2、文的主要結(jié)論及創(chuàng)新點如下： 1)深入研究了硅的氮化反應(yīng)機理，建立了硅顆粒的氮化反應(yīng)模型；以大型商業(yè)軟件FLUENT為平臺，建立了燒成窯的計算模型；將氮化制品內(nèi)硅與氮氣的反應(yīng)熱視為能量方程中的內(nèi)熱源項，首次實現(xiàn)了反應(yīng)模型與計算模型的結(jié)合，并對氮化制品燒成窯內(nèi)的溫度場進行了數(shù)值模擬研究。 2)深入分析了兩種燒成窯內(nèi)溫度場的仿真計算結(jié)果，得出了燒制周期內(nèi)的保溫時間過長并不能有效改善溫度場的結(jié)論；本文以實測數(shù)據(jù)為依據(jù)，數(shù)值計算所

3、得梭式窯加熱段的溫度計算平均誤差為10﹪，在反應(yīng)段則為1﹪；電窯加熱段的溫度計算平均誤差為5﹪，反應(yīng)段為2﹪，進而驗證了計算模型的正確性。 3)通過分析燒成窯內(nèi)的溫度場規(guī)律，并提取特征數(shù)據(jù)，首次綜合比較了梭式窯與電窯的優(yōu)劣性，得出了梭式窯優(yōu)于電窯的結(jié)論，為梭式窯技術(shù)在耐火材料工業(yè)中的推廣提供了有力證據(jù)。 4)以對燒成窯實際熱工過程中溫度場的數(shù)值計算結(jié)果為基礎(chǔ)，以改善氮化制品質(zhì)量、縮短燒制周期節(jié)能降耗為目標，首次對原有工藝