全氫罩式爐退火過程離線模擬系統(tǒng)設計及其主要算法研究.pdf

1、本文以全氫罩式爐退火過程為主要研究對象,通過對全氫罩式爐結構以及熱工過程詳細介紹,在建立了全氫罩式爐整個退火過程各個研究模塊詳細傳熱與流動數(shù)學模型基礎上,分析研究了全氫罩式爐退火工藝制定離線預測系統(tǒng)框架搭建及邏輯結構,并根據(jù)用戶需求設計了人機交互界面。在系統(tǒng)模塊開發(fā)中鋼卷溫度場離散計算以及溫度場可視化是系統(tǒng)核心或難點,本文針對以上兩個模塊做了深入細致論述。全氫罩式爐參與傳熱主要部件以及結構包括加熱罩、爐氣、內(nèi)罩、氫氣以及鋼卷;退火過程依

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)計算起點根據(jù)燃燒空間能量平衡以及上一步長其他變參數(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。鋼卷作為計算終點,采用第三類邊界條件考慮鋼卷與氫氣對流換熱以及鋼卷與內(nèi)罩輻射換熱。依據(jù)二維柱坐標下非穩(wěn)態(tài)溫度場算法,迭代得出本步溫度場后判斷并存儲,參與下一步計算。等值線計算采用離散點插值追蹤掃描方法遍歷所有等值點并采用相同規(guī)則完成所有等值線