氮化制品燒成窯內溫度場的數值仿真及優(yōu)化研究.pdf

1、燒成窯內的溫度場均勻與否是決定氮化制品燒成質量好壞和燒制周期長短的關鍵，均勻的溫度場和合理的熱工制度能有效提高生產率和降低能耗。全面解析窯內溫度場有助于掌握燒成窯的運行狀況和延長爐窯的使用壽命，對設計和改造爐窯設備、優(yōu)化工藝參數具有指導意義。 本文以橫向課題“氮化制品燒成窯內溫度場及流場的數值仿真及優(yōu)化”為依托，以賽隆復合材料有限公司的氮化制品燒成窯(梭式窯和電窯)為研究對象，對燒成窯內的溫度場進行了數值仿真與優(yōu)化。 本

2、文的主要結論及創(chuàng)新點如下： 1)深入研究了硅的氮化反應機理，建立了硅顆粒的氮化反應模型；以大型商業(yè)軟件FLUENT為平臺，建立了燒成窯的計算模型；將氮化制品內硅與氮氣的反應熱視為能量方程中的內熱源項，首次實現了反應模型與計算模型的結合，并對氮化制品燒成窯內的溫度場進行了數值模擬研究。 2)深入分析了兩種燒成窯內溫度場的仿真計算結果，得出了燒制周期內的保溫時間過長并不能有效改善溫度場的結論；本文以實測數據為依據，數值計算所

3、得梭式窯加熱段的溫度計算平均誤差為10﹪，在反應段則為1﹪；電窯加熱段的溫度計算平均誤差為5﹪，反應段為2﹪，進而驗證了計算模型的正確性。 3)通過分析燒成窯內的溫度場規(guī)律，并提取特征數據，首次綜合比較了梭式窯與電窯的優(yōu)劣性，得出了梭式窯優(yōu)于電窯的結論，為梭式窯技術在耐火材料工業(yè)中的推廣提供了有力證據。 4)以對燒成窯實際熱工過程中溫度場的數值計算結果為基礎，以改善氮化制品質量、縮短燒制周期節(jié)能降耗為目標，首次對原有工藝