炉子热过程主要是研究炉内各参数场。其主要研究手段之一就是建立数学模型，即对实 际过程作一合理的假设后，表达为發学方程，使研究对象中的各个物理参数之间建立起约束 关系。之后，在模型基础上进行优化，以实现最佳设计和最佳操作。 本文以某轧钢厂650车间的对冲式四段燃油连续加热炉为研究对象。 1 数学模型 4 金属内部传热的基本方程是一维不稳态导热微分方程船，於啦传热采用零维模型、炉气温 度的计算采用一维模型1。 (1)假设条件为简化加热炉的复杂过程，便于建模求解，特以下主要假设： ①由于下炉膛内有立柱及纵横水管等，计算较为困难，因此认为炉膛上下为对称 加热； ②不考虑炉子纵长方向辐射传热，忽略氧化铁皮热阻的作用； ③将火焰、炉气作为一均匀辐射气体，在所分区段内认为炉气充满炉膛H整个体 积内物性及炉气温度均匀2； ①认为炉膛内部钢坯表面为灰表面，其表面黑度为常数、炉气内为灰气体，煤度 随温度变化； )妒墙为绝热面。 (2)炉膛传热数学模型本文只针对炉噬上部区域进行分析计算，芳虑到温度分布可能 出现的情况，将炉子分为芳8个区域，见图1。 以逆流段为例建立区段炉气热平衡： 13 Second First reheating SoLking Prehest zone rehesting zone -zcne- 间1区设划分近图 Fig.1 Scheme of the furnacc zoncs j-1 1 B,Q。+Qx∑mg;ci1t;-1-(g;+mg,)ct;-Qu-Q。-Q损=0 1 i-1 (1) (3)金属加热数学模型！金属内部热采用维模型，用显式有限差分方程逃行数值求 解，金属为对称加热，只计第厚度的一半，见图2。 ①表面热流密度： ·479·怕 一 子热过程 主要 是研究炉 内各参数场 。 其 主要 研究手 段之 一就是建 立数学模 型 ， 即 对 实 际 过程 作 一合理 的假设后 ， 表达 为数学方程 ， 使研究对象 中的各个物理 参数之 间建 立起 约束 关 系 。 之 后 ， 在模 型墓础上进行优化 ， 以 实现最佳设 计和 最佳 操作 。 本文 以某轧 钢 一 车 间的刘 一 神式 四段 燃油连续加 热 炉 为研究对象 。 数 学 模 型 金属 内部 传热 的墓 本 方程 是 一维不 稳态 导热 微 分 方程 ， 炉 坦盯专热 采 川零 维模 型 ， 炉 气温 度的计算采 用一 维 模 型 〔 〕 。 假设条 件 为 简化加热 炉 的复杂过程 ， 便 于建模 求解 ， 特 作以 下主要 假 设 ① 由于 下炉 膛 内有 立柱 及纵横 水 管等 ， 计算较 为 困难 ， 因此 认 为炉膛上 下为 对 称 加热 互 不 考虑炉子 纵 长方 向辐射传热 ， 忽 略氧化铁 皮热阻 的 作 用 ③ 将 火 焰 、 炉 气作 为一 均 匀辐射 气体 ， 在 所分 区段 内认 为 炉气充 满 炉 膛且整 个 体 积 内物性 及炉 气温度均 匀 〔 〕 ① 认 为 炉膛 内部钢坯表 面 为灰 表 面 ， 其 表 面黑 度为常 数 ， 沪 气 内为灰 气 体 ， 黑 度 随 温 度 变化 澎 炉 墙 为绝热 面 。 炉 膛传热数 学模 型 本文 只针对炉 膛上 部区域进 行分析 计算 ， 考虑 到温 度分 布可 能 出现的情况 ， 将 炉 子分为 个区域 ， 见 图 。 以 逆流段 为 例建 立区 段炉 气热 平衡 一 卜 一 〕 一 一臼卜 一份 六洲 丁， － 一 ， 、 ， 。 卜 喧 飞 立几 咎竺 飞馆 匕 盆匕 以 乙 匕 几 习 护 护区 段 划 分 示 念图 、 ， ， ， 、 二 二 夕 ， 。 ， 一 ，一 工 一 ，， ， 一 万 ‘儿 ， 一 ，， 一 。 一 如飞 〔 金属加热 数学模 型 金属 内部传热 采 片 一维模 型 ， 用 显式有 限差分方程 进 行数值求 解 ， 金属 为对称加热 ， 只 计算厚 度的一半 ， 见 图 。 ① 表 面热 流密度