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《太原科技大学》 2013年
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立式炼镁系统温度场的数值模拟与研究

霍燕清  
【摘要】:镁合金在人们生活中所占的比重越来越重,在汽车、航空、电子等领域都显示出了它强大的生命力。目前,国内绝大多数镁企业都采用硅热法炼镁,在还原装备中多以水平放置还原罐结构为主要特点,此结构存在以下问题:(1)生产效率低,能耗高,品质差,粉尘污染严重;(2)还原罐材料价格昂贵,罐子使用寿命短;(3)生产为间歇性生产,劳动强度大。本课题以还原装备和球团物料为研究对象,以传热动力学研究为主线,还原时间为研究目标,球团受热和内部温度场分布为研究入手点,利用竖式还原罐结构优势,通过研究球团结构,使球团物料受热温度场趋于均匀,一定程度上减小还原罐内部温度梯度;并通过改变球团物料结构,增加受热界面和球团有效传热半径研究球团结构对还原反应影响的动力学规律,实现还原反应速率最大化和还原时间最小化,为创新我国镁冶炼装备新技术,改进生产工艺提供理论和技术支撑。 本文采用有限元思想对还原罐内导热微分方程进行计算推导,根据还原罐的实际尺寸建立了还原罐内传热学数学模型;利用工程数值模拟软件Ansys对还原罐内温度场分布进行模拟,并和传统还原罐内温度场分布进行对比分析,得出立式还原罐内温度场的分布规律;还对球团形状进行了改进,模拟研究了球团表面打单排孔、双排孔和三排孔后,球团内部温度场的分布规律,并对模拟结果进行对比分析,结果表明多孔状球团新工艺能够加快热量在球团内部的传递速率,有效缩短炼镁时间,新工艺具有广阔的应用和开发前景。
【学位授予单位】:太原科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TF822

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【参考文献】
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