【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水泥回轉窯內部溫度場仿真計算，尤其涉及一種水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法、裝置、設備及存儲介質。
技術介紹
1、回轉窯是水泥生產的關鍵設備，窯內部工況變化頻繁，熟料燒成過程中會產生復雜的物理化學反應，回轉窯溫度場的監測對于生產和安全都極為重要。由于回轉窯長度較長，且還在不斷旋轉運行，使得其內部溫度場監測困難。傳統的回轉窯內部溫度場監測主要分為兩部分：窯頭的看火電視系統和筒體紅外熱成像系統。因水泥工藝是把原料和煤磨成粉經干燥后靠風送入窯中，窯內固體顆粒飛散在整個窯內空間，使得出現較大“粉塵”，從而影響窯頭的看火電視系統輸出效果，而筒體紅外熱成像系統只是涉及溫度場的測量和一些基本的圖像增強功能，不能實現回轉窯內部溫度場的動態預測和耐材損耗情況及結皮情況的監測。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法、裝置、設備及存儲介質，用以解決傳統水泥回轉窯溫度場仿真計算方法仿真計算結果不準確，并且，不能實現回轉窯內部溫度場的監測和耐材損耗情況及結皮情況的監測的缺陷。
2、本專利技術提供一種水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，包括：
3、基于水泥回轉窯的設備結構信息和生產工藝將回轉窯溫度場模擬仿真計算劃分為固體計算域和流體計算域；
4、針對所述固體計算域構建固體熱傳導控制方程，針對所述流體計算域構建基本控制方程；
5、根據能量守恒定律求解所述固體熱傳導控制方程，得到固體計算域溫度場仿真計算結果；
7、根據本專利技術提供的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，所述回轉窯還包括耦合計算域；
8、在所述耦合計算域中將原料視作流體，使用流體力學仿真軟件隔板流體模型對所述基本控制方程進行流場仿真計算，輸出耦合計算域仿真計算結果。
9、根據本專利技術提供的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，所述基本控制方程包括湍流模型、煤粉燃燒模型、輻射模型和能量方程源項；
10、耦合求解所述湍流模型、煤粉燃燒模型、輻射模型和能量方程源項，輸出流體計算域仿真計算結果和/或輸出耦合計算域仿真計算結果。
11、根據本專利技術提供的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，所述流體計算域仿真計算結果包括靜態仿真計算結果和動態預測結果，所述動態預測結果計算方法包括：
12、計算穩態流動過程下的初始流場；
13、模擬窯內燃燒過程，燃燒過程穩定后，凍結流體，輸出流體計算域仿真計算結果，所述流體計算域仿真計算結果包括回轉窯內部的氣體和物料溫度、速度、氣體各組分濃度中的一種或多種。
14、根據本專利技術提供的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，所述模擬窯內燃燒過程包括：
15、根據水泥回轉窯內換熱量設置邊界條件，所述換熱量包括窯內煙氣與窯料之間通過對流與輻射進行傳熱、窯內煙氣與窯壁之間通過對流與輻射進行傳熱、窯料覆蓋窯壁部分通過熱傳導進行換熱、窯料頂面與未被覆蓋窯壁間通過熱輻射進行換熱、窯壁外壁面與環境通過對流與輻射換熱中的至少一種；
16、所述邊界條件包括：窯頭采用一次風和二次風的速度和溫度以及窯頭罩壓力作為進口邊界條件，窯尾采用煙氣溫度和煙室壓力作為出口邊界條件，窯壁外壁面設置對流輻射混合邊界條件，通過經驗公式估計窯壁對流換熱系數及輻射的發射系數，煤粉邊界條件通過dpm模型的入射口設置，所述煤粉邊界條件煤粉的入射速度、溫度、質量流量和工業分析結果及粒徑分布；
17、基于所述邊界條件模擬窯內燃燒過程。
18、根據本專利技術提供的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，所述模擬窯內燃燒過程包括：
19、估計水泥回轉窯中分解區、過渡區、燒結區和冷卻區各段的長度，以及原料所在區域范圍；
20、根據所述分解區、過渡區、燒結區和冷卻區的化學反應、成分和各區的吸放熱，估算邊界參數，所述邊界參數包括各區的化學反應吸放熱功率、導熱系數和比熱；
21、基于所述邊界參數模擬窯內燃燒過程。
22、根據本專利技術提供的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，還包括：
23、根據所述固體計算域溫度場仿真計算結果和所述流體計算域溫度場仿真計算結果，結合不同計算域的耐火材料傳熱計算回轉窯的外部溫度場仿真計算結果。
24、本專利技術還提供一種水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算裝置，包括：
25、劃分模塊，用于基于水泥回轉窯的設備結構信息和生產工藝將回轉窯溫度場模擬仿真計算劃分為固體計算域和流體計算域；
26、構建模塊，用于針對所述固體計算域構建固體熱傳導控制方程，針對所述流體計算域構建基本控制方程；
27、第一計算模塊，用于根據能量守恒定律求解所述固體熱傳導控制方程，得到固體計算域溫度場仿真計算結果；
28、第二計算模塊，用于使用流體力學仿真軟件對所述基本控制方程進行流場仿真計算，輸出流體計算域仿真計算結果。
29、本專利技術還提供一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述程序時實現如上述任一項所述的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法。
30、本專利技術還提供一種非暫態計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述任一項所述的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法。
31、本專利技術提供的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法、裝置、設備及存儲介質，基于水泥回轉窯的設備結構信息和生產工藝將回轉窯溫度場模擬仿真計算劃分為固體計算域和流體計算域；針對所述固體計算域構建固體熱傳導控制方程，針對所述流體計算域構建基本控制方程；根據能量守恒定律求解所述固體熱傳導控制方程，得到固體計算域溫度場仿真計算結果；使用流體力學仿真軟件對所述基本控制方程進行流場仿真計算，輸出流體計算域仿真計算結果，通過仿真模擬展現回轉窯內部動態溫度場，為實現窯內耐材磨損等情況的實時監測提供可靠依據，從而保障回轉窯設備安全和生產穩定運行，并且，采用劃分計算域方法，對固體材料區域僅需計算能量守恒方程，不需要計算無用的速度場和壓力場，有效解決了仿真時計算量大，無法收斂的問題。
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1.一種水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，其特征在于，所述回轉窯還包括耦合計算域；
3.根據權利要求1或2所述的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，其特征在于，所述基本控制方程包括湍流模型、煤粉燃燒模型、輻射模型和能量方程源項；
4.根據權利要求1或2所述的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，其特征在于，所述流體計算域仿真計算結果包括靜態仿真計算結果和動態預測結果，所述動態預測結果計算方法包括：
5.根據權利要求4所述的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，其特征在于，所述模擬窯內燃燒過程包括：
6.根據權利要求4所述的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，其特征在于，所述模擬窯內燃燒過程包括：
7.根據權利要求1所述的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，其特征在于，還包括：
8.一種水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算裝置，其特征在于，包括：
9.一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機
10.一種非暫態可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至7任一項所述的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法。
...【技術特征摘要】
1.一種水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，其特征在于，所述回轉窯還包括耦合計算域；
3.根據權利要求1或2所述的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，其特征在于，所述基本控制方程包括湍流模型、煤粉燃燒模型、輻射模型和能量方程源項；
4.根據權利要求1或2所述的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，其特征在于，所述流體計算域仿真計算結果包括靜態仿真計算結果和動態預測結果，所述動態預測結果計算方法包括：
5.根據權利要求4所述的水泥回轉窯溫度場模擬仿真計算方法，其特征在于，所述模擬窯內燃燒過程包括：
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【專利技術屬性】
技術研發人員：沈彤，王文財，李永政，涂保懂，石云生，韓力，韓玉維，蒼志智，關淯尹，朱翔，黨亞光，李嘉祿，張江宇，劉君威，劉茂盛，
申請(專利權)人：北京建筑材料科學研究總院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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