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基于NSGA-II算法的蓄热式铝熔炼炉燃烧器布置方式的仿真优化
  • ISSN号:1009-606X
  • 期刊名称:过程工程学报
  • 时间:2012.6.6
  • 页码:86-93
  • 分类:TF806.31[冶金工程—有色金属冶金]
  • 作者机构:[1]安徽工业大学冶金与资源学院,安徽马鞍山243002, [2]中南大学能源科学与工程学院,湖南长沙410083, [3]苏州新长光热能科技有限公司,江苏苏州215008
  • 相关基金:博士生创新基金资助项目(编号:2009bsxt022);湖南省自然科学基金资助项目(编号:07JJ4016);国家自然科学基金委员会一云南省人民政府联合基金资助项目(U0937604)
  • 相关项目:有色冶金中低温烟气余热高效回收利用的基础研究
中文摘要:

考虑蓄热式铝熔炼炉运行过程的特点,通过耦合用户自定义熔化模型和燃烧器换向及燃烧量变化模型,建立了蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的数学模型.运用计算流体力学软件FLUENT模拟了熔炼过程中炉膛和熔池耦合物理场,并对模拟结果进行了验证.依据燃烧器布置方式对蓄热式铝熔炼炉熔炼性能的影响分析,以模拟结果为基础,建立了燃烧器布置方式与优化指标之间的非线性相关关系,再结合非支配排序遗传算法NSGA-II实现燃烧器布置方式的多目标优化.优化结果表明,当燃烧器倾角23.56°、燃烧器高度1741.81mm和燃烧器间水平夹角62.05。时,能获得较佳的铝料温度相对标准差(2.65%)、无量纲熔炼时间(0.82)和炉膛温度相对标准差(14.03%).

英文摘要:

Based on the features of melting process of regenerative aluminum melting fiLrnaces, a mathematical model with user-developed burner reversing and burning capacity model and melting model, was established. Based on validating results by heat balance test for an aluminum melting furnace, CFD software FLUENT was used to simulate the coupling field between aluminum bath and combustion space. Considering influence analysis of burner arrangement on the performance of regenerative aluminum melting furnace, the relationship between burner arrangement and evaluation criteria was built using non-linear regression. Non-dominated sorting genetic algorithm-II was used to deal with multi-objective optimization for burner arrangement. The results show that the minimum RSD (relative standard deviation) of aluminum temperature (2.65%), dimensionless melting time (0.82) and RSD of furnace temperature (14.03%) could be obtained under the optimum conditions of vertical angle of burner 23.56°, height of burner 1471.81 mm, and horizontal angle between burners 62.05°.

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期刊信息
  • 《过程工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院过程工程研究所
  • 主编:张锁江
  • 地址:北京市海淀区中关村北二街1号过程大厦
  • 邮编:100190
  • 邮箱:CJPE@HOME.IPE.AC.CN GCGC@HOME.IPE.AC.CN
  • 电话:010-62554658
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-606X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4541/TQ
  • 邮发代号:80-297
  • 获奖情况:
  • 国家中文核心期刊,中国科学院核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊,中国科学院优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:11515