基于FLUENT的耐火料湿喷机喷补装置优化设计

摘要

不定形耐火料采用湿式喷涂施工，是今后耐火材料施工的主流方向。该施工法需要专门的施工机械—湿喷机，其中，不定形耐火料湿喷机喷补装置的设计是否合理直接决定了施工过程中耐火料喷涂层的形成，影响了湿喷机的加工效率及施工质量。计算流体动力学（CFD）是在流动学基本方程的控制下，通过数值计算来分析流体流动状况及其变化规律的一种研究方法，本论文基于课题组前期对湿喷机的调研和设计完成，根据实际工况分析研究了物料在管道内及喷嘴处的输送状态以及流动状态，并且利用基于CFD方法的Fluent软件对耐火料的流动状况进行了数值模拟，并根据模拟结果提出了喷补装置的优化方案，以改善耐火料湿喷机的耐火料喷补性能，使其满足实际的施工质量要求。本文的主要研究内容如下：
　　（1）通过流体动力学理论，分析了耐火材料在管道内的流动状态；在此基础上利用专业CFD软件 FLUENT对物料在管道内的流动状况进行数值模拟，为管路铺设及选材提供了参考依据。
　　（2）针对喷嘴实际工况提出喷补装置的设计方案，并对其喷嘴部分进行了流场数值实验，提出了对喷嘴结构的优化方案，为提高耐火料湿喷机的喷射质量提供参考。
　　CFD方法相比传统理论分析及实验方法，可以模拟理想环境或特殊条件下的各种模型，具有较好的灵活性，能给出完整且详细的资料，在耐火料湿喷机喷补装置的设计中采用CFD方法可以减少研发成本，缩短研发周期。

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第一章 绪论

1.1 耐火料湿喷机概述

1.2湿喷机国内外发展现状及趋势

1.3选题的目的及意义

1.4论文主要研究内容

1.5 本章小结

第二章 计算流体动力学CFD及Fluent简介

2.1计算流体动力学

2.2 CFD软件Fluent概述

第三章 耐火料在输送管内的流动特征

3.1研究物料在管内流动的目的及意义

3.2流体与流动的基本特性

3.3 不定形耐火材料输送管内流动状况分析

3.4 基于Fluent的不定形耐火料管内流动状况仿真

3.5 管路设计原则

3.6本章小结

第四章 基于Fluent耐火料喷嘴建模及仿真

4.1 引言

4.2 不定形耐火材料施工原理简介

4.3湿喷机喷嘴结构及物理模型

4.4 基于Fluent的喷嘴数学模型及基本参数

4.5 湿喷机喷嘴数值计算参数设置

4.6湿喷机喷嘴数值计算结果与分析

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢