硅热法炼镁动力学的数学模型分析及数值模拟

论文摘要

硅热法是目前工业产镁的主要技术手段,但由于该过程涉及高温化学反应及复杂传热机理,鲜有报道对此技术进行详细动力学及数值计算研究。本工作采用实验的方法获得皮江法炼镁化学反应动力学数据,根据数据分析确定了分段动力学模型,并转化为精确的数学模型。然后建立了耦合数学模型、辐射模型和导热模型的三维非稳态数值计算模型,并通过数值模拟计算,获得工业产镁过程中球团反应转化率和温度随生产时间的分布规律。计算结果表明,生产时间2h后球团最低温度已达1203K,4h后物料平均还原率已达66%。该技术改进方向主要为增加外层球团数量并提高还原罐中心区域传热效率。本工作可以用于指导强化传热设备的设计,预测实际生产效果,节省大量试验投资。

论文目录

• 1 实验材料和方法
•   1.1 材料
•   1.2 实验装置与分析仪器
•   1.3 实验方法
• 2 实验结果与讨论
•   2.1 皮江法炼镁化学反应动力学数据
•   2.2 皮江法炼镁化学反应动力学模型分析
•   2.3 皮江法炼镁化学反应动力学数学模型的分析与转化
• 3 数值模拟计算
•   3.1 皮江法工业炼镁物理模型及计算区域
•   3.2 控制方程、物性参数及求解条件
•     3.2.1 控制方程
•     3.2.2 物性参数
•     3.2.3 求解条件
•   3.3 数值模拟计算结果与讨论
•     3.3.1 模型验证及物料平均还原率随时间变化规律
•     3.3.2 还原罐内球团瞬时还原率分布规律
•     3.3.3 还原罐内球团温度分布规律
• 4 结论
• 符号说明

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张超,付瑾

关键词: 生产,反应动力学,动力学模型,传热,数值模拟

来源: 化工进展 2019年09期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 冶金工业

单位: 安徽工业大学能源与环境学院

基金: 安徽省自然科学基金(1808085QE152)

分类号: TF822

DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-2411

页码: 4155-4163

总页数: 9

文件大小: 2838K

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