基于帶鋼傳熱與振動(dòng)的合金化爐結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、近年來，熱鍍鋅鋼板作為一種高效節(jié)能的新型產(chǎn)品在建筑、家電、汽車等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。合金化爐作為熱鍍鋅生產(chǎn)過程的主要設(shè)備，對(duì)熱鍍鋅鋼板的質(zhì)量起決定性因素。本文針對(duì)合金化爐保溫段保溫能力不足和帶鋼振動(dòng)的問題，提出一種新型的合金化爐結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有保溫能力強(qiáng)，操作簡單，運(yùn)行方便等優(yōu)點(diǎn)，可減少爐內(nèi)能源浪費(fèi)，有效的抑制帶鋼的振動(dòng)。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)建立合金化爐和帶鋼的三維物理模型，進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并生成計(jì)算節(jié)點(diǎn)。根據(jù)合金化爐的結(jié)

2、構(gòu)特點(diǎn)和流體力學(xué)的傳熱傳質(zhì)理論，選用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型進(jìn)行合金化爐內(nèi)流動(dòng)與傳熱的數(shù)值模擬;采用分塊Lanczos法對(duì)帶鋼的振動(dòng)進(jìn)行求解分析。
　　(2)利用CFX軟件對(duì)合金化爐內(nèi)流場和壓力分布進(jìn)行仿真研究，發(fā)現(xiàn)合金化爐保溫段形成的煙囪效應(yīng)，是導(dǎo)致爐內(nèi)保溫能力不足的主要原因。分析冷卻段噴氣速度和帶鋼厚度對(duì)帶鋼振動(dòng)的影響，發(fā)現(xiàn)噴氣速度與帶鋼的振幅呈正比關(guān)系，且最大振幅在18～54mm之間波動(dòng);帶鋼厚度的增加，使帶鋼在振動(dòng)過程中能量呈逐

3、步下降趨勢(shì)，最大振幅逐漸減小。
　　(3)根據(jù)計(jì)算結(jié)果，為保證合金化爐內(nèi)的溫度既能滿足生產(chǎn)工藝要求，又有效的減少帶鋼的振動(dòng)，對(duì)合金化爐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。即在保溫段的出口處前后對(duì)稱設(shè)置側(cè)板和阻流板。在相同的加熱功率條件下，爐體無側(cè)封高度，增設(shè)阻流板將有助于提高爐內(nèi)氣流溫度;然而，在爐體側(cè)封高度分別為0.09m、1.29m、1.99m的情況下，阻礙熱氣流對(duì)帶鋼的加熱作用，導(dǎo)致帶鋼表面溫度降低。
　　(4)當(dāng)側(cè)板的高度為1.99m時(shí)