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炼铜闪速炉熔炼过程的数值分析与优化

第1章 绪论第9-14页
    1.1 现代铜熔炼工艺、理论和研究方法第9-10页
    1.2 铜闪速炉发展现状和存在问题第10-11页
    1.3 数学模拟技术在冶金中的作用第11页
    1.4 数学模拟研究技术的发展和现状第11-12页
    1.5 本研究工作的内容第12-14页
第2章 铜精矿的奥托昆普闪速熔炼第14-29页
    2.1 概述第14-15页
    2.2 奥托昆普闪速炉结构第15-19页
        2.2.1 闪速炉的外形结构第15-17页
        2.2.2 闪速炉炉体主要部位的结构第17-19页
            2.2.2.1 闪速炉反应塔第17页
            2.2.2.2 闪速炉沉淀池第17-18页
            2.2.2.3 闪速炉上升烟道第18-19页
    2.3 奥托昆普闪速熔炼的精矿喷嘴及其发展第19-23页
        2.3.1 文丘里型精矿喷嘴第19-20页
        2.3.2 中央喷射扩散型精矿喷嘴第20-23页
    2.4 奥托昆普闪速熔炼中富氧的应用第23页
    2.5 奥托昆普闪速炉熔炼烟气的降温除尘第23-25页
        2.5.1 废热锅炉第24-25页
        2.5.2 烟气除尘第25页
    2.6 奥托昆普闪速熔炼的计算机控制第25-26页
    2.7 奥托昆普闪速炉直接炼铜第26-29页
第3章 闪速炉炼铜中气粒两相湍流流动与燃烧第29-56页
    3.1 湍流流动的特点第29-30页
    3.2 反应流基本方程和湍流运动时均方程组第30-33页
    3.3 湍流流动模型第33-39页
        3.3.1 湍流粘性系数模型第33-37页
            3.3.1.1 湍流粘性概念第33-34页
            3.3.1.2 混合长度模型第34-35页
            3.3.1.3 单方程模型第35-36页
            3.3.1.4 k~(-ε)双方程模型第36-37页
        3.3.2 雷诺应力方程模型第37-39页
            3.3.2.1 雷诺应力的微分方程模型(DSM)第37-38页
            3.3.2.2 雷诺应力的代数方程模型(ASM)第38-39页
    3.4 湍流气固两相流动模型第39-47页
        3.4.1 气固两相流动的特点第39-41页
            3.4.1.1 流动类型第39页
            3.4.1.2 颗粒尺寸及其分布规律第39-40页
            3.4.1.3 表观密度和体积分数第40页
            3.4.1.4 颗粒阻力、传热传质与反应第40-41页
        3.4.2 气固两相流动的基本方程第41-44页
        3.4.3 单颗粒动力学模型第44页
        3.4.4 小滑移模型第44-45页
        3.4.5 无滑移模型(单流体模型)第45-46页
        3.4.6 颗粒轨道模型第46-47页
    3.5 湍流气相燃烧模型第47-52页
        3.5.1 简单化学反应系统和混合分数第48-49页
        3.5.2 湍流扩散火焰模型第49-50页
        3.5.3 湍流预混火焰模型第50-52页
    3.6 铜精矿的燃烧化学反应第52-54页
    3.7 辐射第54-56页
第4章 闪速炉应塔内四场耦合二维仿真第56-73页
    4.1 数值仿真模拟的基本过程第56-57页
    4.2 铜闪速炉反应塔内部的基本二维模型第57-60页
        4.2.1 气粒两相流动动力学模型第57-59页
            4.2.1.1 气相方程第57-58页
            4.2.1.2 颗粒相传输方程第58-59页
        4.2.2 颗粒的化学反应研究第59-60页
        4.2.3 气相燃烧反应第60页
    4.3 对商业软件CFX的二次开发第60-63页
    4.4 铜闪速炉反应塔二维仿真与颗粒群温度变化分析第63-69页
        4.4.1 边界条件以及网格划分第63-64页
        4.4.2 计算结果及颗粒群温度变化分析第64-69页
    4.5 数值计算过程中加速收敛的若干策略第69-72页
        4.5.1 欠松驰因子的选用第69-70页
        4.5.2 假时间步长因子的设置第70页
        4.5.3 网格大小的选择第70-71页
        4.5.4 边界条件处理对计算收敛和精度的影响第71页
        4.5.5 加速收敛的求解策略第71-72页
    4.6 本章小结第72-73页
第5章 贵溪冶炼厂铜闪速炉三维仿真研究第73-91页
    5.1 前言第73页
    5.2 计算网格划分第73-76页
    5.3 基本方法第76-77页
    5.4 基本工况与边界条件第77-79页
    5.5 计算结果分析第79-89页
        5.5.1 速度矢量场分析第79-80页
        5.5.2 温度分布场分析第80-84页
        5.5.3 浓度场分析第84-85页
        5.5.4 颗粒轨迹分析第85-89页
    5.6 计算结果的可靠性验证第89-90页
    5.7 本章结论第90-91页
第6章 金隆冶炼厂铜闪速炉三维仿真、预测与优化试验第91-107页
    6.1 金隆公司铜闪速炉特点和仿真必要简化第91-92页
    6.2 金隆闪速炉目前工况仿真研究与验证第92-98页
        6.2.1 仿真基本方法第92页
        6.2.2 边界条件第92-93页
        6.2.3 计算结果分析第93-97页
        6.2.4 计算结果现场验证第97-98页
    6.3 金隆铜闪速炉提高生产能力的预测第98-101页
        6.3.1 预计工艺参数与边界条件第98-99页
        6.3.2 80t·h~(-1)工况闪速炉内部各场预测第99-101页
    6.4 金隆铜闪速炉的仿真寻优试验第101-106页
        6.4.1 分散风影响仿真试验第101-103页
        6.4.2 中央氧气比例影响仿真试验第103-105页
        6.4.3 提高工艺风富氧浓度仿真试验第105-106页
    6.5 本章小结第106-107页
第7章 结论第107-110页
参考文献第110-115页
攻读博士学位期间发表论文第115-116页
致谢第116页

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