Tóm tắt Luận án Nghiên cứu quá trình truyền nhiệt trong lò quay xi măng có xét đến ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa

Xi măng là vật liệu cơ bản không thể thiếu trong tất cả các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. Nhu cầu tiêu thụ xi măng trên thế giới cũng như ở Việt Nam không ngừng tăng. Để đáp ứng nhu cầu này, không những cần tăng số lượng các nhà máy mà còn phải hoàn thiện công nghệ và thiết bị. Trải qua nhiều giai đoạn phát triển, công nghệ sản xuất xi măng bằng lò đứng đã được thay thế bởi công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay theo phương pháp ướt rồi đến ngày nay là công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay theo phương pháp khô có khả năng tự động hóa hoàn toàn, tiêu tốn ít năng lượng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và cho chất lượng xi măng rất cao

pdf27 trang | Chia sẻ: lecuong1825 | Lượt xem: 1678 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tóm tắt Luận án Nghiên cứu quá trình truyền nhiệt trong lò quay xi măng có xét đến ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ĐĂNG KHOÁT NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHIỆT TRONG LÕ QUAY XI MĂNG CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƢỞNG CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY VÀ BỨC XẠ NHIỆT CỦA NGỌN LỬA Chuyên ngành: Kỹ thuật Nhiệt Mã số: 62520115 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NHIỆT Hà Nội - 2016 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Trần Gia Mỹ 2. GS. TSKH. Đặng Quốc Phú Phản biện 1: GS. TSKH. Trần Văn Phú Phản biện 2: GS. TSKH. Nguyễn Minh Tuyển Phản biện 3: PGS. TS. Lê Công Cát Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án Tiến sĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi .. giờ, ngày .. tháng .. năm Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Xi măng là vật liệu cơ bản không thể thiếu trong tất cả các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. Nhu cầu tiêu thụ xi măng trên thế giới cũng như ở Việt Nam không ngừng tăng. Để đáp ứng nhu cầu này, không những cần tăng số lượng các nhà máy mà còn phải hoàn thiện công nghệ và thiết bị. Trải qua nhiều giai đoạn phát triển, công nghệ sản xuất xi măng bằng lò đứng đã được thay thế bởi công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay theo phương pháp ướt rồi đến ngày nay là công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay theo phương pháp khô có khả năng tự động hóa hoàn toàn, tiêu tốn ít năng lượng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và cho chất lượng xi măng rất cao. Trong công nghệ sản xuất xi măng, chất lượng sản phẩm cũng như mức độ tiết kiệm năng lượng được quyết định chủ yếu bởi các quá trình trao đổi nhiệt hay chế độ gia nhiệt cho lò. Bởi vậy, nghiên cứu các quá trình trao đổi nhiệt trong lò quay sẽ góp phần làm giảm tiêu hao nhiên liệu, nâng cao chất lượng sản phẩm và qua đó tác động rất lớn tới việc giảm giá thành sản phẩm. Do đó, đây là lĩnh vực nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn. Các quá trình truyền nhiệt trong lò quay rất phức tạp và đa dạng, bao gồm cả ba phương thức truyền nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ; các quá trình này chồng chéo và ảnh hưởng lẫn nhau. Không những vậy, chuyển động quay của lò là nguyên nhân chính làm cho các quá trình truyền nhiệt trong lò quay có những nét đặc trưng riêng so với các lò công nghiệp đứng yên. Các đặc trưng riêng này thể hiện ở cả quá trình truyền nhiệt bên trong lò lẫn bên ngoài lò. Do tầm quan trọng cũng như tính đặc thù của các quá trình truyền nhiệt trong lò quay nên đã có hàng loạt các công trình nghiên cứu về truyền nhiệt trong lò quay mà trọng tâm là xây dựng các mô hình toán học ngày càng hoàn thiện hơn để mô tả một cách đầy đủ và chi tiết các quá trình truyền nhiệt thực tế xảy ra trong lò, nhưng sự phức tạp và đa dạng của chúng khiến cho vẫn còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết thỏa đáng. Các lò quay xi măng làm việc ở nhiệt độ cao bao giờ cũng có vùng phát nhiệt, tại đây nhiên liệu được đốt cháy dưới dạng ngọn lửa phun. Bởi vậy, xét trên khía cạnh về truyền nhiệt thì lò quay được chia theo chiều dài làm hai vùng lò đặc trưng: vùng có ngọn lửa (vùng cháy) và vùng không có ngọn lửa (vùng sau cháy). Sự xuất hiện của vùng ngọn lửa không chỉ ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình truyền nhiệt trong lò mà còn là vùng có ảnh hưởng quyết định đến chất lượng xi măng. Bằng phương pháp lý thuyết và thực nghiệm, luận án này tập trung nghiên cứu các quá trình truyền nhiệt trong lò quay xi măng có xét đến ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa, phân tích các phương pháp tính toán trao đổi nhiệt bức xạ khác nhau và từ đó xây dựng mô hình toán học mô tả quy luật truyền nhiệt của các thành phần tham gia trao đổi nhiệt trong lò nhằm phục vụ cho việc thiết kế và vận hành các loại lò quay xi măng khác nhau. 2. Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu của luận án là: Xác định quy luật truyền nhiệt trong lò quay có xét đến ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa, đồng thời tính 2 toán lượng nhiệt trao đổi giữa các thành phần tham gia trao đổi nhiệt để làm cơ sở cho thiết kế và vận hành các loại lò quay nhằm mục đích cuối cùng là nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm tiêu hao nhiên liệu cho lò. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là lò quay sản xuất xi măng theo phương pháp khô. Phạm vi nghiên cứu là các quá trình truyền nhiệt trong lò quay. Cũng cần lưu ý rằng, các kết quả tính toán cho đối tượng cụ thể được đề cập trong luận án là các lò quay đốt than phun cũng chỉ bởi đây là loại nhiên liệu được sử dụng phổ biến nhất trong các lò quay sản xuất xi măng hiện nay, chứ không có nghĩa là phạm vi nghiên cứu chỉ giới hạn ở các loại lò sử dụng nhiên liệu này. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu Luận án được thực hiện bằng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm trên cơ sở các số liệu đo đạc thực tế và mô phỏng bằng phương pháp số CFD. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu Về mặt lý thuyết, luận án làm sáng tỏ cơ chế truyền nhiệt trong lò quay khi xét tới ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa và góp phần bổ sung vào lý thuyết truyền nhiệt truyền chất những quá trình truyền nhiệt rất đặc trưng và đa dạng này. Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu của luận án không chỉ làm cơ sở cho thiết kế các lò quay xi măng mà còn góp phần xây dựng một phương pháp luận để thiết lập các thông số vận hành tối ưu cho lò. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG 1.1. Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng Trong mục này, chúng tôi giới thiệu tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng và mức nhiệt độ yêu cầu trong quá trình gia nhiệt cho vật nung. 1.2. Lò quay xi măng và các đặc trƣng cơ bản Lò quay xi măng là một ống thép hình trụ có xây gạch chịu lửa, cách nhiệt ở bên trong, quay quanh trục với tốc độ 1 ÷ 3 v/ph và được đặt nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang một góc 3 ÷ 5 độ. Những đặc trưng cơ bản của lò quay thể hiện cả về đặc trưng hình học lẫn đặc trưng về truyền nhiệt. 1.3. Nhiên liệu và các yêu cầu về nhiên liệu cho lò quay xi măng Nhiên liệu sử dụng trong công nghiệp sản xuất xi măng thường gồm cả ba loại: khí, lỏng, rắn; nhưng sử dụng phổ biến nhất hiện nay là nhiên liệu rắn. 1.4. Tổng quan các kết quả nghiên cứu về truyền nhiệt trong lò quay xi măng 1.4.1. Các kết quả nghiên cứu ở nƣớc ngoài 1.4.1.1. Các quá trình truyền nhiệt trong lò quay Quá trình truyền nhiệt trong lò quay rất phức tạp bao gồm cả ba phương thức truyền nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Các quá trình này chồng chéo và ảnh hưởng lẫn nhau. 1.4.1.2. Các mô hình truyền nhiệt bức xạ trong lò quay xi măng Mô hình tính toán đầu tiên về truyền nhiệt trong lò quay xi măng được Gygi [127] dựng vào năm 1937, dựa trên các kết quả nghiên cứu thực nghiệm đối với một lò quay đang hoạt động, theo đó Gygi đã tiến hành đo nhiệt độ của khí và vật nung tại 3 rất nhiều vị trí khác nhau dọc theo chiều dài lò kết hợp với đo các thông số nhiệt vật lý của vật nung bằng cách lấy mẫu vật nung tại các vị trí khác nhau trong lò. Từ kết quả thực nghiệm, Gygi xây dựng thành các đường cong phân bố nhiệt độ của khí, tường lò và vật nung dọc theo chiều dài. Với mục đích xây dựng các mô hình toán học để tính toán sự phân bố dòng nhiệt của vật nung trong lò, Cross và Young [43] đã xây dựng mô hình truyền nhiệt trong lò quay với giả thiết bỏ qua nhiệt tỏa ra (thu vào) do phản ứng hóa học của khối vật nung. Kết quả tính toán đã xác định được phân bố nhiệt độ của khí và vật nung dọc theo chiều dài lò. Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là khoa học máy tính, các nhà khoa học đã vận dụng các phương pháp tính toán trao đổi nhiệt bức xạ khác nhau để xây dựng các mô hình truyền nhiệt trong lò quay với mục đích xác định quy luật truyền nhiệt của các thành phần tham gia trao đổi nhiệt và tính toán lượng nhiệt trao đổi giữa chúng. Có thể tìm thấy các mô hình đó trong [5], [54], [55], [56], [57], [70]. Hệ thống các công trình nghiên cứu này cho thấy, các mô hình truyền nhiệt chủ yếu được xây dựng dựa trên ba phương pháp tính toán trao đổi nhiệt bức xạ, đó là: phương pháp vùng, phương pháp phản xạ và phương pháp tương tự nhiệt - điện. Mặc dù, các phương pháp tính toán trao đổi nhiệt bức xạ có đặc điểm chung là đều dựa trên các phương trình cân bằng nhiệt nhưng sự khác biệt giữa chúng là cách xác định điều kiện biên làm cho mỗi phương pháp có những đặc trưng riêng. Phân tích chi tiết từng phương pháp là cơ sở để xây dựng mô hình toán học nghiên cứu quá trình truyền nhiệt trong lò quay có xét đến ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa. 1.4.2. Các kết quả nghiên cứu ở Việt Nam Ở Việt Nam có rất nhiều tác giả nghiên cứu về truyền nhiệt với hai hướng nghiên cứu chính là nâng cao hiệu suất cháy và khả năng trao đổi nhiệt trong các lò công nghiệp có tính phổ biến như các lò hơi, lò luyện thép, lò nung gốm...vv; và nghiên cứu xử lý các khí phát thải trong quá trình đốt nhiên liệu trong các lò công nghiệp kể trên. Còn đối với các loại lò quay có tính đặc thù như đã trình bày trong mục 1.2 thì chưa được đề cập đến. Một trong những công trình nghiên cứu đầu tiên về truyền nhiệt trong lò quay xi măng được Đặng Quốc Phú [6] đề cập khi nghiên cứu ảnh hưởng của tính chất nhiệt vật lý của lớp vật liệu chịu lửa đến quá trình trao đổi nhiệt trong lò quay xi măng. Tiếp đến là hàng loạt công trình nghiên cứu về truyền nhiệt xảy ra bên trong lò quay hoặc thiết bị gia nhiệt kiểu thùng quay được công bố. Năm 1986, Đặng Quốc Phú, Võ Xuân Cương và Võ Chí Chính [3] đã dựa vào phương pháp exergie để phân tích quá trình cháy và chế độ nhiệt của lò quay xi măng. Cũng dựa trên quan điểm exergie, Đặng Quốc Phú [4] đã xây dựng phương pháp xác định độ mịn tối ưu của bụi than cho ngọn lửa than trong buồng đốt hình trụ. Với mục đích xác định chế độ nhiệt tối ưu cho lò quay xi măng, năm 1987, Đặng Quốc Phú và Nguyễn Thị Hồng Hà [2] đã xây dựng mô hình toán học dựa trên việc phân tích các quá trình trao đổi nhiệt xảy ra đồng thời trong lò. Dựa vào các kết quả nghiên cứu về cơ chế truyền nhiệt trong lò, dựa vào phân tích riêng rẽ từng quá trình truyền nhiệt và dựa vào những yêu cầu đặt ra khi xây dựng mô 4 hình với quan điểm phải xem xét toàn diện các mối quan hệ giữa khả năng nâng cao độ chính xác và khối lượng tính toán phải thực hiện cùng với việc chú ý đúng mức đến toàn bộ quá trình xảy ra (tức là nếu quá tập trung vào một quá trình nào đó mà không đồng thời chú ý đúng mức đến những quá trình khác thì sẽ không đạt được kết quả mong đợi), Đặng Quốc Phú [5] đã xây dựng mô hình truyền nhiệt tổng quát trong lò quay trên cơ sở phương pháp vùng của Hottel và Sarofim [61]. Mô hình cho phép xác định trường nhiệt độ của các thành phần tham gia trao đổi nhiệt trong lò cũng như tính toán lượng nhiệt trao đổi giữa chúng. Tuy nhiên, mô hình truyền nhiệt tổng quát không đề cập đến ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa tới đặc tính truyền nhiệt trong lò quay. Bởi vì trong các lò quay làm việc ở nhiệt độ cao, luôn tồn tại vùng phát nhiệt, tại đây nhiên liệu được đốt cháy dưới dạng ngọn lửa phun. Đây là vùng lò quan trọng nhất, ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình truyền nhiệt xảy ra trong lò. Mặc dù vậy, mô hình truyền nhiệt tổng quát đã xây dựng là cơ sở rất quan trọng để mở ra hàng loạt vấn đề nghiên cứu tuy rất khó khăn nhưng mang lại nhiều ý nghĩa khoa học và kinh tế lớn. 1.5. Một số vấn đề tồn tại và nội dung nghiên cứu của luận án Xét trên khía cạnh về truyền nhiệt thì trong lò quay luôn luôn tồn tại hai vùng lò đặc trưng được chia theo chiều dài, đó là: vùng có ngọn lửa và vùng không có ngọn lửa. Các quá trình truyền nhiệt ở cả hai vùng lò này đều bao gồm ba phương thức truyền nhiệt cơ bản: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Tuy nhiên, do sự xuất hiện của ngọn lửa nên đặc tính trao đổi nhiệt trong vùng có ngọn lửa khác so với trong vùng không có ngọn lửa. Hơn nữa, vùng có ngọn lửa không chỉ ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình truyền nhiệt trong không gian lò quay mà còn là vùng ảnh hưởng có tính chất quyết định đến chất lượng clinker xi măng. Mặc dù đã có rất nhiều công trình nghiên cứu ở cả trong nước và ngoài nước về các quá trình truyền nhiệt trong lò quay với việc vận dụng hết sức linh hoạt các phương pháp tính toán trao đổi nhiệt bức xạ khác nhau để xây dựng mô hình toán học xác định quy luật truyền nhiệt trong lò cũng như xây dựng các công thức tính toán lượng nhiệt trao đổi giữa khí lò với vật nung, giữa vật nung với tường lò vv..., nhưng việc phân tích một cách có hệ thống và tỉ mỉ các công trình này cho thấy, các tác giả chưa đề cập đến ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa tới quy luật truyền nhiệt trong lò quay. Quá trình truyền nhiệt trong lò quay có quan hệ chặt chẽ với kích thước lò, tốc độ quay, kích thước và nhiệt độ của vật nung cấp vào lò, nhiệt độ của khí vv... nhưng điều quan trọng và nổi bật nhất là quá trình truyền nhiệt này được quyết định bởi quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa. Nghiên cứu quy luật truyền nhiệt trong lò quay có xét đến ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa là bài toán phức tạp, khó khăn nhưng lại là yêu cầu cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn bởi vì vùng lò có ngọn lửa là vùng cơ bản nhất của lò quay sản xuất xi măng cả về phương diện kích thước, cả về phương diện công nghệ (vì vùng lò này tạo khoáng quan trọng của clinker xi măng là C3S), đặc biệt sự xuất hiện của ngọn lửa ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình truyền nhiệt trong lò và quyết định đến chất lượng sản phẩm. 5 Vì những lý do đó, việc lựa chọn đề tài: Nghiên cứu quá trình truyền nhiệt trong lò quay xi măng có xét đến ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa là thực sự cần thiết và hợp lý trong tình hình hiện nay, đặc biệt là tại Việt Nam. Để đạt được mục đích nghiên cứu là xác định quy luật truyền nhiệt trong lò quay và tính toán lượng nhiệt trao đổi giữa các thành phần tham gia trao đổi nhiệt khi xét tới ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa, luận án cần thực hiện các nội dung chính sau: 1. Nghiên cứu xác định vùng có ngọn lửa trong lò quay. 2. Xây dựng mô hình toán học xác định quy luật truyền nhiệt trong lò quay xi măng khi xét tới ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa. 3. Xác định lượng nhiệt trao đổi giữa các thành phần tham gia trao đổi nhiệt, tỷ lệ riêng phần lượng nhiệt trao đổi của từng phương thức trao đổi nhiệt và của từng vùng lò đặc trưng và nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình truyền nhiệt trong lò quay xi măng. 4. Đánh giá độ chính xác của mô hình toán học bằng các số liệu thực tế thu được từ lò quay đang hoạt động tại nhà máy xi măng Bút Sơn, Hà Nam. 1.6. Kết luận chƣơng 1 Trên cơ sở phân tích, đánh giá tổng quan các kết quả nghiên cứu liên quan đến đề tài, chúng tôi rút ra kết luận chính sau: Đã xác định được vấn đề cần giải quyết và các nội dung cần thực hiện trong luận án là: - Xây dựng mô hình toán học có xét đến ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa tới quy luật truyền nhiệt giữa khí, tường lò và vật nung trong lò quay sản xuất xi măng và làm tường minh quá trình thay đổi nhiệt độ của khí, tường lò và vật nung theo chiều dài lò cả về định tính và định lượng. - Tính toán lượng nhiệt trao đổi của các thành phần tham gia trao đổi nhiệt, tỷ lệ riêng phần lượng nhiệt trao đổi của từng phương thức và của từng vùng lò đặc trưng. - Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình truyền nhiệt trong lò quay sản xuất xi măng để xác định các thông số vận hành hợp lý nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm tiêu hao nhiên liệu cho lò. CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu của luận án được lựa chọn là nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm trên cơ sở các số liệu đo đạc thực tế và mô phỏng bằng phương pháp số CFD. 2.1.1. Nghiên cứu lý thuyết Nhiệm vụ của nghiên cứu lý thuyết là xây dựng mô hình toán học mô tả các quá trình trao đổi nhiệt giữa các thành phần tham gia trao đổi nhiệt (khí, tường lò và vật nung) trong lò quay xi măng có xét đến ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa. Trao đổi nhiệt trong lò quay là quá trình rất phức tạp và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như: đặc tính bức xạ của môi trường khí (đặc biệt là ngọn lửa), tường lò và 6 vùng khí hồi lưu. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng này đến quá trình truyền nhiệt trong lò quay xi măng là điều cần thiết để thiết lập các giả thiết đơn giản hóa khi xây dựng mô hình toán học. Nội dung này sẽ được chúng tôi trình bày trong các mục 2.1.1.1; 2.1.1.2 và 2.1.1.3. 2.1.1.1. Ảnh hưởng đặc tính bức xạ của môi trường khí trong lò quay xi măng Có thể thấy rằng, môi trường khí trong lò quay xi măng là môi trường khí thực. Bằng cách xây dựng hai mô hình bức xạ: mô hình thứ nhất coi khí trong lò quay là khí thực; mô hình thứ hai coi khí trong lò quay là vật xám, Gorog [55] đã tính toán và đi đến kết luận rằng: nếu độ đen của tường lò và vật nung hớn hơn hoặc bằng 0,8 thì giả thiết khí là vật xám khi tính toán trao đổi nhiệt bức xạ có sai số nhỏ, có thể áp dụng để nghiên cứu quá trình truyền nhiệt trong các lò quay. 2.1.1.2. Ảnh hưởng của tường lò quay Chuyển động quay của lò làm cho nhiệt độ bề mặt bên trong tường lò biến thiên theo từng vòng quay. Vì thế, lượng nhiệt trao đổi giữa tường lò với vật nung, giữa tường lò với dòng khí cũng thay đổi theo thời gian. Trên cơ sở phân tích mô hình tính toán lượng nhiệt vật nung nhận được từ phía mặt thoáng của Gorog [55], chúng tôi cho rằng: có thể xem nhiệt độ tường lò là giá trị nhiệt độ trung bình của một vòng quay khi nghiên cứu quá trình truyền nhiệt trong lò quay mà không gặp phải sai số lớn. 2.1.1.3. Ảnh hưởng của vùng khí hồi lưu Nghiên cứu của Moles và các cộng sự [81], nhận thấy rằng, mặc dù khí hồi lưu có ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt trong các lò quay nhưng do mức độ hồi lưu trong vùng cháy của lò nhỏ nên khi xây dựng mô hình toán học mô tả các quá trình truyền nhiệt trong vùng có ngọn lửa của lò quay thì có thể xem khí xung quanh ngọn lửa là trong suốt đối với bức xạ nhiệt. 2.1.2. Nghiên cứu thực nghiệm Do khó khăn khi xây dựng mô hình thực nghiệm và những khó khăn còn tăng lên gấp nhiều lần khi xác định bằng thực nghiệm sự phân bố nhiệt độ của khí, tường lò và vật nung đối với một lò quay xi măng đang hoạt động nên trong phạm vi nghiên cứu của luận án này, chúng tôi chỉ có thể đo sự biến thiên nhiệt độ vỏ lò dọc theo chiều dài và khảo sát, thu thập các thông số nhiệt độ tại một số vị trí đặc trưng trong lò để so sánh với kết quả nghiên cứu lý thuyết. Có rất nhiều phương pháp khác nhau để đo nhiệt độ nhưng có thể nhóm chúng thành hai phương pháp chính là đo tiếp xúc và đo không tiếp xúc [13]. Trong công trình này, do tính đặc thù của lò quay xi măng nên chúng tôi sử dụng phương pháp đo không tiếp xúc. Đây là phương pháp đo được sử dụng rất phổ biến trong các lò quay xi măng. Chúng tôi sẽ trình bày chi tiết vấn đề này trong nội dung chương 4. 2.1.3. Nghiên cứu mô phỏng bằng phƣơng pháp số CFD Trong những năm gần đây, với sự tiến bộ vượt bậc về khoa học và công nghệ đặc biệt là công nghệ máy tính, đã có hàng loạt công trình nghiên cứu sử dụng công nghệ mô phỏng số để thực hiện các nghiên cứu mà không thể tiến hành bằng thực nghiệm hoặc nghiên cứu thực nghiệm gặp nhiều khó khăn. Trong đó, phương pháp mô phỏng số dựa trên tính toán động lực học dòng chảy (Computation Fluid Dynamics; viết tắt 7 là CFD) được ứng dụng phổ biến nhất hiện nay, đặc biệt là ứng dụng trong mô phỏng quá trình cháy than. Trong luận án này
Luận văn liên quan