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分析表4.2和图4.4可知，随着入口风温的增加，气体出口温度和焦炭出口温度都有
所增加，其中焦炭出口温度增加较气体出口温度快。但总体而言，入口风温对气体出口温度和焦炭出口温度的影响都很小，即入口风温对干熄焦生产的影响不大。需要注意的是当气体入口风温过大时，容易造成焦炭出口温度过高，例如气体入口温度为410K时，焦炭出口温度为525，未能达到工艺要求的520K以下。
4.2.2 气体入口速度对干熄焦生产的影响
气体入口速度分别取0.7m/s 、0.8m/s、0.9m/s、1.0m/s，惰性气体和焦炭热交换达到平衡后，得到的气体出口温度和焦炭出口温度见下表4.3。
表4.3 气体入口速度的影响
气体入口速度（m/s）
0.7 0.8 0.9 1.0
气体出口温度（K）
1204 1160 1116 1072
焦炭出口温度（K）
603 547 507 479
为了更直观地发现入口风速对气体出口温度和焦炭出口温度的影响，将表4.3中的数据绘制成如下图4.5所示折线图。
1210气体出口温度（K）118011501120109010600.70.80.9入口风速（m/s）1 （a）入口风速对气体出口温度的影响
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610焦炭出口温度（K）5805505204904600.70.80.9入口风速（m/s）1 （b）入口风速对焦炭出口温度的影响 图4.5 气体入口速度对换热的影响
分析表4.3和图4.5可知，随着气体入口速度的增加，气体出口温度和焦炭出口温
度迅速降低。显然气体入口速度增加，也即气体进口循环风量增加，冷却气体和焦炭的热交换更加剧烈，必然会使焦炭出口温度下降，同时分配到单位体积气体的热量减少，气体出口出口温度随之降低。当气体入口速度过小时，气体冷却能力不够，易造成焦炭出口温度过高，如当入口风速为0.7m/s 时，焦炭出口温度为603K，高于520K，未能达到工艺要求。当气体入口速度过大时，单位气体吸收的热量不足，易造成气体出口温度过低，如当入口风速为1.0m/s时，气体出口温度为1072K，低于1083K，不能提供高品位的热量。
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5 结论
本文以某厂140t/h干熄焦炉为研究对象，建立了干熄焦炉的三维几何模型及循环气
体和焦炭换热的数学模型。利用FLUENT软件中的多孔介质模型对干熄焦炉内固-气流动及传热进行数值模拟，并利用UDS和UDF对FLUENT进行二次开发，将多孔介质的单能量方程改写为双能量方程。模拟并分析了干熄焦炉内的速度场、温度场和压力场；在此基础上通过分别改变入口风温和风速，分析了不同工艺参数对干熄焦生产工艺的影响。得到了以下结论：
（1）循环气体在冷却室内流动时速度比较均匀、稳定，进入斜道后气体流速明显增快，进入环形气道时发生了偏流；越靠近气体出口气体流速越大，在出口处达到最大值。斜道中靠近出口的牛腿比远离出口的牛腿更容易损坏，这是干熄焦炉设计的重要依据。
（2）焦炭和循环气体热交换达到稳定状态后，在干熄焦炉的同一位置，焦炭温度恒大于气体的温度；冷却室内周边位置比中心位置换热效果好。
（3）循环气体压降主要发生在冷却室，气体压力在斜道和环形气道达到最低。 （4）气体出口温度和焦炭出口温度随气体入口温度的增加而增加，但是增加值很小，即气体入口风温对干熄焦生产的影响不大。气体入口温度不宜过高，否则会造成焦炭出口温度过高，未达到熄焦效果。
（5）气体出口温度和焦炭出口温度随着气体入口速度的增加而迅速降低。气体入口速度不宜过低，会造成熄焦不足，焦炭出口温度未达到工艺要求；也不宜过高，会造成气体出口温度过低，不能提供高品位热量。
（6）相比改变气体入口风温，改变气体入口速度，也即改变入口循环风量更容易调整干熄焦生产效果，且这种方法经济环保，这为现场工艺调整提供了重要依据。 （7）本文并未考虑焦炭粒径不均、干熄炉内孔隙率不一致和焦炭速度变化对换热的影响，为了提高数值模拟的准确性，要解决这三个方面的问题，还需要进一步的研究。
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致谢
本文是导师常庆明老师的悉心指导下完成的。从论文的选题、研究过程，一直到论文的完成，常老师都给了我宝贵的意见并耐心地为我答疑解惑。常庆明老师渊博的学识，严谨的治学态度，工作的热情与耐心，让我铭记于心，并将终身受益。
在课题准备和软件学习过程中，张浩学长和袁丹丹学姐不厌其烦地给我讲解。在课题研究过程，是他们与我一起探讨，给了我重大的启发，在此向他们表示衷心的感谢。毕业论文的编写过程我也得到了同组各位同学的鼓舞和帮助，在此也要感谢各位同学的支持和帮助。
最后再次感谢常庆明老师对我的指导和培育。
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