本科生毕业答辩PPT胡志强

1、LOGO板坯连铸结晶器内板坯连铸结晶器内单双循环流行为单双循环流行为n学学 生：吴彬生：吴彬n指导老师：孙健指导老师：孙健2014本科毕业生论文答辩冶金与材料工程学院冶金与材料工程学院 2014-06-08 LOGO论文的结构和主要内容论文的结构和主要内容n第一第一章章 绪论绪论n第二第二章章 高炉炉缸侵蚀监测模型高炉炉缸侵蚀监测模型n第三第三章章 误差讨论误差讨论n第四第四章章 结论结论主主 要要 内内 容容本文提出一种利用预埋热电偶在线监测高炉炉缸、炉底炉衬残余厚度的“移动边界”的方法，将未知边界传热反问题转化成无约束最优化求解问题。依据数值传热学、有限元法、最优化方法建立高炉炉缸炉底二维

2、稳态传热数学模型。 研究内容为：u(1)建立高炉炉缸炉底二维稳态传热数学模型；u(2) 求解温度场及温度梯度分布;u(3) 计算炉缸内部侵蚀形貌;u(4) 绘制出炉缸侵蚀线以及炉衬残余厚度；u(5) 讨论模型可靠性，分析模型误差及误差原因。 n钢铁企业中，由于高炉的日益大型化和复杂化使得高钢铁企业中，由于高炉的日益大型化和复杂化使得高炉大修成本变得相当巨大。而高炉炉缸、炉底的寿命炉大修成本变得相当巨大。而高炉炉缸、炉底的寿命是影响一代高炉寿命的决定性因素之一。因此，高炉是影响一代高炉寿命的决定性因素之一。因此，高炉炉缸、炉底的良好工作状态和长寿对于高炉获得良好炉缸、炉底的良好工作状态和长寿对于

3、高炉获得良好的技术经济指标和延长高炉寿命都具有重要意义。如的技术经济指标和延长高炉寿命都具有重要意义。如何尽可能的延长高炉炉龄就成了炼铁工作者始终关注何尽可能的延长高炉炉龄就成了炼铁工作者始终关注的重点之的重点之。为保证高炉长期安全稳定运行和获得良。为保证高炉长期安全稳定运行和获得良好的经济效益，需要对高炉炉缸炉底工作状态进行监好的经济效益，需要对高炉炉缸炉底工作状态进行监测。目前通用的方法是建立数学模型，通过热电偶实测。目前通用的方法是建立数学模型，通过热电偶实测温度计算得到炉衬残余厚度，从而达到监测炉缸的测温度计算得到炉衬残余厚度，从而达到监测炉缸的目的目的研究的目的及意义研究的目的及意义

4、第一章第一章 绪论绪论n1、课题背景课题背景n2、文献综述文献综述n3、本文研究内容与意义本文研究内容与意义第二章第二章 物理实验物理实验图 2-1 实验装置示意图Unit：mm通过固定水流量后不断调节气量观察流型，得到保持双循环流的临界吹气量，见下表。结合后面数值模拟工作，能够更清楚地认识单双循环流的转换条件。名称参数液体流量, m3h-11.481.922.322.743.163.584.00临界气流量, m3h-10.0360.060.1260.1860.2760.4020.528气液比, %2.433.165.436.798.7311.2313.20第三章第三章 单双循环流的数值模拟单

5、双循环流的数值模拟()0iiuxjiiijiijijjijuuupuu ugtxxxxxx 连续方程湍流流动采用工程上应用最广的标准湍流流动采用工程上应用最广的标准k k 双方程模型双方程模型 ()()()jjjtitjjkiiiju kuuukktxxxxxx212()()()jjjtitjjiiijuuuuCCtxxxkxxxk 2/tdCk11.43C 21.93C 0.09dC 1.0k1.3边界条件设定名称参数条件液体密度, kgm-3998.2动力粘度, kgsm-2 1.00510-3入口速度, ms-1 0.72入口面积, m29.8010-4等效水力直径, m3.2910-2

6、湍流强度4.5410-2湍动能, m2s-2 1.5910-3湍动耗散率, m2s-34.5110-3自由液面滑移壁面，剪切力为0出口类型压力出口壁面无滑移图3-3 不同气量条件下结晶器中心对称面速度分布glQQ2ggllgllcosJJJJFgD0.00.20.40.60.803691215 Qg/Ql=16.35F0.84R2= 0.991Qg/Ql=16.54F0.77R2= 0.998Numerical simulationPhysical experimentQg/Ql，%FSingle recirculation flow patternDouble recirculation f

7、low pattern0.00.51.01.52.02.50.10.20.30.40.5 Slab thickness，m0.050.100.150.200.250.30Hydralic diameter，mSlab width，m0.000.020.040.060.080.10036912 Qg/Ql=34.75F0.43R2= 0.997Qg/Ql=35.91F0.46R2= 0.999Numerical simulation Prediction by similarity theoryQg/Ql，%FSingle recirculationflow patternDouble reci

8、rculationflow patternbglaQQF-1.2054gll=0.0955Q QQ=0.084119.97glQQ 1002003004005006000123456Qg/Ql=10-5Ql2.08R2=0.925 Qg/Ql, %Ql第四章第四章 结论结论u(1) (1) 提出一个包含气流量和水流量、气体和液体密度、板坯尺提出一个包含气流量和水流量、气体和液体密度、板坯尺寸和水口出口角度参数在内的无量纲数，利用该数和气液体寸和水口出口角度参数在内的无量纲数，利用该数和气液体积比的关系作为形成单双循环流的判定条件，在临界曲线以积比的关系作为形成单双循环流的判定条件，在临界曲线以

9、上区域为单循环流，以下为双循环流。判定条件适用于常规上区域为单循环流，以下为双循环流。判定条件适用于常规的板坯结晶器。的板坯结晶器。u(2) (2) 对于本水模拟实验，水流量为对于本水模拟实验，水流量为3.16 m3h3.16 m3h-1-1时，气量时，气量4.6 4.6 LminLmin-1 -1为区分单双循环流的临界值。为区分单双循环流的临界值。u(3) (3) 对应常规板坯结晶器，临界吹氩量随着结晶器宽度的增大对应常规板坯结晶器，临界吹氩量随着结晶器宽度的增大而降低；随着液体密度的增大而降低；随着气体密度的增大而降低；随着液体密度的增大而降低；随着气体密度的增大而增加；随倾角的增大而增大；随着浸入式水口浸入深度的而增加；随倾角的增大而增大；随着浸入式水口浸入深度的增加而增加。增加而增加。u(4) (4) 用乘幂关系可以更好地反映给出的气量和浇注流量之间的用乘幂关系可以