段法与三元模型在连续加热炉上的应用研究.pdfVIP

V0l_32 No．6 冶 金 能 源 Nov．2O13 ENERGY FORMI11IALLURGICAL INDUsTRY 33 段法与三元模型在连续加热炉上的应用研究 伊 智 张卫军 (东北大学 材料与冶金学院) 摘 要 针对连续加热炉，先建立段法模型，通过改变表面段规格寻找准确解，并以该结果 为基准衡量三元模型。而在三元模型下，通过考察模型段和炉气黑度变化，寻找温度场的变 化规律，最终得到三元模型的合理解。 关键词 段法 三元模型 炉气黑度 Applicationonreheatingfurl~cebyusingzonalmethodandternarymodel YiZhiZhangWeijun · (SchoolofMaterialsandMetallurgy，NortheasternUniversity) Abstract Aim tothereheatingfurnacethezonalmehtodisdeveloped．Theexactsolutionissolvedby changingthezonesize．Th enusingthesolutiona8acriteriontomeasurehteternarymode．Inhteohter hand。basedontheternarymodel，htechangesofmodelZOnesandgasemissivityvalues8reinspected forsearchingtheregulationoftemperaturezonechanging．Finally，hteaccuratesolutionforternary modelisobtained． Keywords zonalmehtod ternarymodel gasemissiviyt 连续加热炉是轧钢生产过程中的重要设备之 象，分别建立二维段法模型及三元模型，比较其计 一 。 目前，各企业要求加热炉尽可能地达到高质 算结果，找到三元模型的合理解。 ’ ． 量、低能耗、环保无污染等 目标。数学模型是炉 1 二维段法模型的计算 内热过程控制的核心。通过模型可以计算炉内温 度场和热流场等，进而控制钢坯出炉温度，减少 段法模型是研究高温热交换场的一种离散数 燃料消耗。因此，针对加热炉的数学模型研究越 学模型。其基本思想是：将整个热交换场划分成 ：来越受到研究者的重视。 许多的气体段和表面段，当段数足够多，即段足 段法(又称为区域法)模型…机理完善，它用 够小时，则可认为段 内温度及其它物性参数均匀 积分的方法描述辐射，以辐射交换面积为基础，建 不变，从而列出每一段的能量平衡方程并组成方 立能量平衡方程组求解炉内各元温度场。但段法 程组，然后用这个方程组的僻离散描述温度场。 模型求解过程较为复杂，求解速度慢，无法实现对 段法模型的机理严谨 ，计算结果较为理想，常被 钢坯的在线实时跟踪决策。三元模型 2【是段法 用作检验其它辐射模型的标准 的简化模型，它屏蔽了段间辐射，实现了能量平衡 以直筒式连续加热炉 (无压下)为例 ，建 -- 方程组的解耦。同时，以发射率／吸收率的形式表 立段法模型。首先划分表面段和气体段，各段间 示辐射交换面积，避免了交换面积的积分计算。 辐射直接交换面积的表达式见文献 [3]。