帶鋼連續熱處理爐內熱過程數學模型及過程最佳化

內容簡介

書中介紹了帶鋼熱處理的工藝和設備，重點對帶鋼連續熱處理爐內熱過程計算模型進行了討論，分別對封閉空間輻射換熱、氣體射流衝擊換熱和粗糙表面接觸換熱進行了詳細的論述，在此基礎上分別建立了帶鋼連續熱處理立式爐和臥式爐爐內熱過程數學模型，並以國內鋼鐵企業的三條機組(碳鋼連續熱處理立式爐、熱軋不鏽鋼連續退火臥式爐、冷軋不鏽鋼連續退火臥式爐)為例，對數學模型進行了大量的驗證。在爐內熱過程模型驗證正確的前提下，以連續熱處理立式爐為例，探討了連續熱處理過程最佳化的策略，並提出了基於可行工況集的變工況最佳化策略。書中所述內容對帶鋼連續熱處理機組的節能減排、提質增產具有一定的指導意義。

圖書目錄

1 緒論

2 帶鋼熱處理工藝與設備

2.1 帶鋼熱處理工藝

2.1.1 帶鋼再結晶退火

2.1.2 退火工藝曲線

2.2 帶鋼熱處理設備

2 2.1 森吉米爾法

2.2.2 改良森吉米爾法

2.2.3 美鋼聯法

2 2.4 改良森吉米爾法與美鋼聯法的比較

2.2.5 臥式加熱爐與立式加熱爐的比較

2.2.6 預熱段（爐）

2.2.7 加熱段（爐）

2.2.8 冷卻段（爐）

2.3 不鏽鋼退火工藝概述

2 3.1 不鏽鋼分類與特性

2.3.2 不鏽鋼熱處理的目的

2.3.3 不鏽鋼退火爐爐型選臘探膠道擇

3 帶鋼熱處理數學模型與最佳化策略研究現狀

3.1 帶鋼熱處理爐內熱過程模型研究進展

3.1.1 帶鋼整體非穩態熱過程模型

3 1.2 帶鋼單元熱過程跟蹤模型

3.1.3 爐內熱過程的半理論半經驗模型

3.2 帶鋼熱處理爐仿真最佳化控制研究進展

3 2.1 最佳化目標函式的確定

3.2.2 穩定工況下的最佳化控制策略

3.2.3 變工況下的最佳化控制策略

3.2.4 基於智慧型最佳化技術的控制策略

4 封閉空間內的輻射換熱

4.1 輻射換熱的基本概念

4.1.1 輻射角係數的定義及其求解方法

4.1.2 蒙特卡洛法的基本原理

4.2 基於蒙特卡洛法的多個灰面間輻射換熱通用模型

4.2.1 設計蒙特卡洛法程式需要考慮的問題

4.2.2 曲面單元設計

4.3 蒙特卡洛法模型的驗證與計算誤差分析

4.3.1 基於統計學的蒙特卡洛法誤差分析

4.3.2 蒙特卡洛法模型驗證與誤差分析

4.4 封閉空間輻射換熱計算方法

4.4.1 封閉空間輻射透明介質下的輻射換熱

4.4.2 封閉空間輻射參與性介質下的輻射換熱

4.5 蒙特卡洛法在複雜空間輻射換熱模型中的套用

4 5 1 堆積狀態下小球輻射換熱模型

4.5.2 小球蓄熱室內球體之間輻射換熱的分析

4.5.3 輥底式輻射管爐內輻射換熱模型

4.5.4 粗糙表面黑度係數的理論計算模型

5 氣體射流衝擊換熱

5.1 氣體射流衝擊換熱的實驗方法和實驗關聯式

5.2 氣體射流衝擊換熱數值仿真

5.2.1 RNG k-ε湍流模烏譽囑型計算單孔射流衝擊換熱

5.2.2 假設條件及邊界條件設定

5.2.3 流場特徵參數驗證與分析

5.2.4 換熱特性驗證與分析

5.2.5 不同射流結構下單孔射流壓力係數的分布規律

5.2.6 不同射流結構下單孔射流Nu數的分布規律

5.3 孔排射流衝擊流動與換熱過程數值模擬

5.3.1 換熱特性分析

5.3.2 流場特性分析

6 粗糙表面間接觸換熱

6.1 接觸換熱的統計模型

6.1.1 假設條件

6.1.2 單峰接觸模型

6.1.3 接觸統計模型

6.1.4 接觸間隙內的輻射模型

6.1.5 接觸換熱模型驗證及其分析

6.1.6 等效輻射她戶係數的定義與分析

6.2 影響接觸熱導的因素

6.2.1 溫度對接觸熱導的影響

6.2.2 接觸副導熱係數與接觸熱阻的關係

6.2.3 接觸副硬度與接觸熱導的關係

6.2.4 接觸熱阻影響因素的綜合分析

6.3 帶鋼輥冷過程的仿真分析

6.3.1 帶鋼與冷卻輥接捉乎蘭觸換熱模型

6.3.2 數值仿真分析

6.4 立式爐輥室內的傳熱仿真分析

6.5 接觸傳熱在帶鋼連續熱處理爐上的最新套用

7 連續己紋疊熱處理立式爐爐內熱過程數學模型及驗證

7.1 帶鋼傳熱過程物理模型

7.2 帶鋼傳熱過程數學模型

7.2.1 假設條件

7.2.2 控制方程

7.3 帶鋼傳熱模型邊界條件的確定

7.3.1 輻射換熱習笑判邊界條件

7.3.2 射流衝擊換熱邊界條件

7.3.3 接觸換熱邊界條件

7.3.4 其他換熱邊界條件

7.4 數值求解方法及計算流程框圖

7.5 立式爐內帶鋼傳熱過程的數值模擬及實驗驗證

7.5.1 輻射管加熱段內溫度實測及其特性分只犁講遷析

7.5.2 基於爐膛溫度的輻射管加熱段的實驗驗證

7.5.3 基於輻射管管壁溫度的輻射管加熱爐段實驗驗證

7.5.4 電阻加熱段內的數值模擬及實驗驗證

7.5.5 快速冷卻段和感應加熱段的數值模擬及實驗驗證

8 不鏽鋼連續熱處理臥式爐爐內熱過程數學模型及驗證

8.1 物理模型與數學模型

8.1.1 控制方程及其離散化

8.1.2 外掠平板對流換熱模型

8.1.3 爐內輻射換熱模型

8.1.4 氣體射流衝擊換熱模型

8.1.5 水霧/氣霧冷卻換熱模型

8.2 爐膛熱平衡模型的建立

8.2.1 加熱段熱平衡模型

8.2.2 冷卻段熱平衡模型

8.2.3 全爐熱平衡模型

8.3 不鏽鋼熱帶連續退火爐數值仿真結果及驗證

8.3.1 加熱部分帶溫實測值、配方值與仿真結果分析

8.3.2 不鏽鋼熱帶連續退火爐加熱部分實驗驗證

8.3.3 不鏽鋼熱帶連續退火爐冷卻部分實驗驗證

8.4 不鏽鋼冷帶連續退火爐數值仿真結果及驗證

8.4.1 不鏽鋼冷帶連續退火爐加熱部分驗證

8.4.2 不鏽鋼冷帶連續退火爐冷卻部分驗證

8.4.3 仿真結果驗證統計分析

8.4.4 熱平衡仿真結果及驗證

9 帶鋼連續熱處理過程操作參數的最佳化及仿真

9.1 穩定工況下操作參數的最佳化控制策略

9.1.1 極限帶速的計算方法

9.1.2 啟發式最佳化算法

9.2 變工況時的參數最佳化控制策略

9.2.1 帶鋼鋼種及規格相同時的變工況控制策略

9 2.2 可行工況集的交集非空時的變工況控制策略

9.2.3 可行工況集的交集為空集時的變工況控制策略

9.3 立式爐操作參數最佳化控制數值仿真分析

附錄

參考文獻

帶鋼連續熱處理爐內熱過程數學模型及過程最佳化

基本介紹

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