【技术实现步骤摘要】
链篦机抽风干燥段温度场二维分解建模方法
本专利技术涉及一种链篦机抽风干燥段温度场二维分解建模方法,属于冶金工业测控
,为链篦机梯度温度场的精确控制提供理论依据。
技术介绍
钢铁冶炼中的链篦机-回转窑球团生产工艺能提高冶炼产品质量和保护冶炼设备,具有节能环保,生产的球团矿料抗压强度高、质量均匀、能耗及生产成本低等优点。链篦机由四段组成:鼓风干燥段、抽风干燥段、预热I段和预热II段,完成球团的干燥预热功能。链篦机各段温度场必须稳定控制在适当范围之内,如果干燥过程温升过快,则团球容易爆裂而产生粉粒,影响球团的产量并污染环境;如果预热过程温度达不到要求,则球团不能完全氧化,影响球团的质量。对链篦机各段温度有效控制的关键是获取其温度场的分布情况和变化规律。在干燥过程中,抽风干燥段更为重要,因为它既受前一段鼓风干燥段的温度影响又受后一段预热I段的温度影响,温度场的变化具有很多不确定因素。所以建立高精度、低维度的链篦机抽风干燥段梯度温度场模型,作为其调节控制的理论依据就显得极为重要。查阅目前国内外相关专利、论文和产品介绍等文献,如华中科技大学申请的专利技术专利“一种平底螺旋立铣刀铣削工件端的三维温度场建模方法”(CN201310201218.9),该专利通过将螺旋立铣刀轴向离散成数层,并获得每个离散层中的各刀齿微元的切削区域中影响工件端温升的热源区域,计算热源区域的热源密度,确定热源区域的热分配比例,同时确定热源区域的瞬时有限大面热源传递函数。根据所述热分配比例和瞬时有限大面热源传递函数确定工件端任意点的温升,并以此为依据,得到该任意点在任意时刻温升值,其与环境温 ...
【技术保护点】
1.链篦机抽风干燥段温度场二维分解建模方法,其特征在于,依据球团链篦机抽风干燥段的结构特点和球团干燥工艺要求,将链篦机抽风干燥段空间温度场的数学模型划分为:单独考虑垂直方向的温度场数学模型;单独考虑水平移动方向的温度场数学模型;并对链篦机抽风干燥段的关键区域,如抽风干燥段热风出入口、鼓风干燥段的球团料层出口和预热Ⅰ段的球团料层入口区域,在建模时考虑这些区域温度场之间相互耦合的影响,对温度场建模公式中的参数进行修改完善,确保气流气压物理信息量变化剧烈的区域中对温度造成影响的参数考虑在模型中;二维分解建模的模型的输入输出数据包括垂直方向和水平移动方向上及邻近区域中影响温度的参数信息;基于垂直方向和水平移动方向上初始时刻的条件及边界上与速度、压力及温度有关的条件得到的温度场数学模型,最后通过拟合关系式得到抽风干燥段温度场全局模型。
【技术特征摘要】
1.链篦机抽风干燥段温度场二维分解建模方法,其特征在于,依据球团链篦机抽风干燥段的结构特点和球团干燥工艺要求,将链篦机抽风干燥段空间温度场的数学模型划分为:单独考虑垂直方向的温度场数学模型;单独考虑水平移动方向的温度场数学模型;并对链篦机抽风干燥段的关键区域,如抽风干燥段热风出入口、鼓风干燥段的球团料层出口和预热Ⅰ段的球团料层入口区域,在建模时考虑这些区域温度场之间相互耦合的影响,对温度场建模公式中的参数进行修改完善,确保气流气压物理信息量变化剧烈的区域中对温度造成影响的参数考虑在模型中;二维分解建模的模型的输入输出数据包括垂直方向和水平移动方向上及邻近区域中影响温度的参数信息;基于垂直方向和水平移动方向上初始时刻的条件及边界上与速度、压力及温度有关的条件得到的温度场数学模型,最后通过拟合关系式得到抽风干燥段温度场全局模型。2.根据权利要求1所述的链篦机抽风干燥段温度场二维分解建模方法,其特征在于,所述链篦机抽风干燥段温度场二维分解建模方法包括如下步骤:(1)二维分解:针对链篦机内气体流动、传热和传质过程十分复杂,在保证能实体现各个物理量变化规律的前提下,对抽风干燥段的热过程做适当的简化,在保证模型精度和降低维数的条件下对温度场进行划分,包括将链篦机抽风干燥段温度场空间上划分垂直方向和水平移动方向两个维度;(2)垂直方向温度场建模:基于流体力学和传热学理论,沿链篦机垂直方向形成一个链篦机顶部到球团料层上表面温度逐步变化的垂直温度场;抽风干燥段热气流之间的对流换热方式为风机驱动的强制对流换热,且热量传递方向为由链篦机顶部到球团料层表面,传递过程中热气流被冷却,此过程采用牛顿冷却公式确定对流换热;(3)水平移动方向温度场建模:球团随篦床移动,其抽风干燥过程中受温度场的作用较大,对球团的水分蒸发、对流换热及化学反应有着直接的影响;随着来自预热Ⅱ段的热风加热,其沿篦床行走方向形成一个由223℃到373℃梯度变化的温度场;当水平移动方向维度划分后,考虑抽风干燥段与鼓风干燥段和预热Ⅰ段交界处的温度边界条件对邻近区域的影响,同时考虑球团料层和气流之间的热传导建立水平移动方向的温度场模型;(4)模型融合:基于输入输出数据划分的二维温度场,选定影响温度场的关键因素建立的温度场二维分解模型后,按照拟合关系式将垂直方向和水平移动方向上的二维分解模型进行融合。3.根据权利要求2所述的链篦机抽风干燥段温度场二维分解建模方法,其特征在于,所述步骤(1)中,对抽风干燥段的热过程做适当的简化,具体为:忽略风箱和上罩的影响;认为球团链篦机与外部空气绝热,不进行传热;不考虑各段之间的串气影响;认为气体不可压缩,即抽风干燥段内气体的流动为不可压缩流动;将球团料层视为各向同性多孔介质;认为抽风干燥段沿...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙玥,李伯全,陈彩俊,修晓波,史玉坤,袁越梅,董景耀,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。