胡道和水泥工程科研論文集

前言

20世紀(jì)70年代，世界水泥生產(chǎn)方法由濕法、半干法轉(zhuǎn)向預(yù)分解窯新型干法。這是水泥生產(chǎn)技術(shù)一次劃時代的進(jìn)步，由工業(yè)化提升到新型工業(yè)化水平。為了適應(yīng)生產(chǎn)方法的轉(zhuǎn)變，水泥行業(yè)的教育、科研、地質(zhì)、設(shè)計(jì)、裝備、施工和生產(chǎn)企業(yè)等方面都必須提升到相應(yīng)水平，其中教育水平的提升尤為重要。為使水泥教育工作適應(yīng)新型工業(yè)化需要，胡道和教授及由她帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，在政府有關(guān)部門和南京化工學(xué)院（現(xiàn)名南京工業(yè)大學(xué)）的支持下，創(chuàng)建了中國第一個“硅酸鹽工程”專業(yè)和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室?！肮杷猁}工程”專業(yè)是包含了工程數(shù)學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程、冶金反應(yīng)工程、傳熱學(xué)、流體力學(xué)、計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用等多種學(xué)科的一個科學(xué)體系。胡教授按這個體系培養(yǎng)出了工程院院士，設(shè)計(jì)大師，博士生導(dǎo)師，科研、設(shè)計(jì)、教育和企業(yè)的技術(shù)骨干等眾多高級科技人才，取得了良好效果，獲國家優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎。這些成果已在建材高等院校推廣?，F(xiàn)代高等教育的特點(diǎn)之一是教學(xué)與科研相結(jié)合，世界各國都流行創(chuàng)辦研究型大學(xué)。教學(xué)需要科研，科研促進(jìn)教學(xué)。胡教授按這個原理，在教學(xué)的同時開展大量科研工作。本論文集匯集了她在水泥領(lǐng)域所取得的主要科研成果，這些成果為我國水泥新型干法技術(shù)開發(fā)提供了理論支撐，具體表現(xiàn)為：（1）運(yùn)用反求工程方法，從原理上消化、吸收、引進(jìn)技術(shù)，并對各類分解爐進(jìn)行分析評議，深化對水泥新型干法生產(chǎn)技術(shù)的認(rèn)識。（2）運(yùn)用系統(tǒng)診斷法，剖析運(yùn)行中的新型干法生產(chǎn)過程存在的優(yōu)缺點(diǎn)，從而明確改進(jìn)方向。（3）運(yùn)用測試和計(jì)算方法，掌握預(yù)熱器和分解爐內(nèi)三維流場、溫度場、濃度場和粉料停留時間等參數(shù)，深入認(rèn)識爐內(nèi)傳熱、分解（反應(yīng)）、燃燒過程和相互影響規(guī)律，為設(shè)計(jì)創(chuàng)新指明方向。（4）運(yùn)用數(shù)值模擬方法，為掌握設(shè)備內(nèi)在運(yùn)行規(guī)律、優(yōu)化系統(tǒng)、開發(fā)新工藝和新裝備提供了最先進(jìn)的科學(xué)手段。本論文集是水泥行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)、科研和設(shè)計(jì)工程技術(shù)人員，以及高等院校師生必備的參考書。當(dāng)前，我國水泥新型干法正在蓬勃發(fā)展，水泥行業(yè)在新型工業(yè)化道路上已跨出重要一步。這是業(yè)內(nèi)廣大干部、職工和學(xué)校老師所創(chuàng)造的巨大業(yè)績，其中包含著胡道和教授所做出的重要貢獻(xiàn)。她的論文集在水泥工業(yè)新型工業(yè)化過程中將不斷發(fā)揮重要作用。

內(nèi)容概要

《胡道和水泥工程科研論文集》是胡道和教授和她的學(xué)生們多年來在各類學(xué)術(shù)期刊、國際、國內(nèi)學(xué)術(shù)會議上公開發(fā)表的科學(xué)研究成果匯編，介紹了胡道和教授從事現(xiàn)代水泥工程技術(shù)，特別是新型干法預(yù)分解窯技術(shù)、磷石膏分解技術(shù)，以及工程測試技術(shù)和研究方法等領(lǐng)域的主要科研見解、認(rèn)識與創(chuàng)新性成果。這些知識教育了一代人，影響了一代人，甚至更久遠(yuǎn)?！逗篮退喙こ炭蒲姓撐募分刑岢龅脑S多真知灼見對目前工作在水泥工業(yè)領(lǐng)域的工程技術(shù)、科研、管理人員、研究生，甚至一線的生產(chǎn)操作人員在深層次上理解水泥工程技術(shù)，增強(qiáng)創(chuàng)新意識，創(chuàng)造性地開展工作都有指導(dǎo)意義。

作者簡介

胡道和，女，生于1931年7月，1952年畢業(yè)于南京大學(xué)化工系，畢業(yè)后在南京化工學(xué)院師從時鈞教授，主要從事水泥工業(yè)技術(shù)開發(fā)、研究和教學(xué)工作，籌建了“硅酸鹽工程”新專業(yè)，先后承擔(dān)“六五”、“七五”、“八五”國家科技攻關(guān)任務(wù)，開展了一系列有關(guān)窯外分解、磷石膏聯(lián)產(chǎn)水泥和硫酸新技術(shù)的基礎(chǔ)研究和開發(fā)創(chuàng)新性研究。1986年獲得化學(xué)工業(yè)部頒發(fā)的“立筒預(yù)熱器工作原理”科技進(jìn)步二等獎；1993年3月獲得原國家建材局頒發(fā)的“我國現(xiàn)有四種預(yù)分解窯型分析研究與改進(jìn)”科技進(jìn)步一等獎；1993年9月年獲得國家教育委員會頒發(fā)的“面向經(jīng)濟(jì)建設(shè)建立學(xué)科體系改革專業(yè)教學(xué)模式”國家級優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎。主編《水泥工業(yè)熱工設(shè)備》、《氣固過程工程學(xué)及其在水泥工業(yè)中的應(yīng)用》、《硅酸鹽熱工工程》等圖書。

書籍目錄

第一部分 新型干法水泥煅燒技術(shù)的研究　第一篇 新研究方法與測試技術(shù)的移植與開發(fā)　　反求工程方法在水泥工業(yè)中的應(yīng)用　　窯外分解窯系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)的反求　　窯外分解煅燒系統(tǒng)診斷學(xué)　　窯外分解煅燒系統(tǒng)診斷學(xué)的應(yīng)用　　水泥生料停留時間分布的測定　　利用光纖儀測定水泥生料懸浮體濃度的新方法　　五孔探針測速微機(jī)處理程序設(shè)計(jì)及其應(yīng)用　　新型氣固反應(yīng)試驗(yàn)裝置的開發(fā)和應(yīng)用　　研究分解爐內(nèi)煤粉燃燒特性的新方法　　預(yù)分解窯系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模擬數(shù)學(xué)模擬和最優(yōu)化方法在水泥工業(yè)中的應(yīng)用　　CFD技術(shù)與工程應(yīng)用　　預(yù)分解系統(tǒng)單體模擬與實(shí)踐應(yīng)用　　 第二篇 預(yù)熱器的研究　　立筒預(yù)熱器內(nèi)氣固相逆流運(yùn)動規(guī)律的探討　　立筒預(yù)熱器粉料運(yùn)動特性指標(biāo)的分析　　立筒預(yù)熱器工作原理的研究　　克虜伯（Kmpp）型立筒預(yù)熱器結(jié)構(gòu)改進(jìn)的冷模試驗(yàn)　　噴射氣流中粉料逆向運(yùn)動的物理模型　　稀相輸送床中氣固兩相運(yùn)動及換熱特征　　各級預(yù)熱器特性對系統(tǒng)熱效率影響的計(jì)算與分析　　臥式旋風(fēng)預(yù)熱器的性能研究　　旋流板分離器的三維流場測定及結(jié)構(gòu)改進(jìn)　　中國水泥工業(yè)的暢想曲　第三篇 分解爐的研究　　對懸浮式分解爐熱工特性的初步分析　　原、燃料特性與分解爐設(shè)計(jì)　　高溫、懸浮態(tài)氣固反應(yīng)試驗(yàn)臺的開發(fā)及水泥生料分解動力學(xué)的研究　　水泥生料在模擬分解爐內(nèi)分解特性的研究　　滇西廠RSP分解爐氣固兩相運(yùn)動規(guī)律　　RSP分解爐SC室湍流流動特性對煤粉燃燒的影　　淺析RSP分解爐二次燃燒工藝　　江西水泥廠RSP預(yù)分解系統(tǒng)的綜合研究與改進(jìn)　　NKSV分解爐氣固兩相運(yùn)動模式的研究　　NKSV分解爐運(yùn)行機(jī)理及其改進(jìn)　　NKSV分解爐工作原理與特性的研究　　SLC-S分解爐氣固兩相運(yùn)動規(guī)律研究　　NSF型分解爐工作原理的研究與分析　　RFC分解爐的性能研究　　4000t／d MFC分解爐綜合分析與評價　　陜西耀縣水泥廠DD型分解爐反求研究　　Pyroclon分解爐的特性研究　　高效噴旋分解爐SWC的開發(fā)研究　　新型高效同線型分解爐（SWS）的開發(fā)研究　　離線型分解爐內(nèi)燃燒氣氛對碳酸鈣分解的影響　　再循環(huán)式分解爐的生料分解率　第四篇 新型干法窯的研究　　窯用新型四通道煤粉燃燒器的初步研究　　三通道煤粉燃燒器湍流場熱線測試研究　　三通道噴煤管內(nèi)外風(fēng)量對火焰形狀影響規(guī)律的研究　　PYRO-JET燃燒器冷模特性的模擬試驗(yàn)研究　　空氣過剩系數(shù)對窯內(nèi)煤粉燃燒的影響預(yù)測研究　　不同煤質(zhì)對窯內(nèi)煤粉燃燒狀況的影響　　預(yù)分解窯系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行條件下的用風(fēng)　　淺議預(yù)分解窯系統(tǒng)的窯頭用風(fēng)　　窯爐用風(fēng)量的合理匹配　　回轉(zhuǎn)窯內(nèi)生料反應(yīng)動力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究　　預(yù)分解窯熟料熱耗的影響因素和降低的途徑　　新型干法窯煅燒系統(tǒng)運(yùn)行檢測　　滇西水泥廠1窯系統(tǒng)運(yùn)行預(yù)測綜合研究　第五篇 數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用　　用高新技術(shù)武裝傳統(tǒng)（水泥）工業(yè)　　噴騰分解爐內(nèi)熱態(tài)過程的數(shù)值模型　　SLC分解爐內(nèi)燃燒、分解的數(shù)值模擬研究　　噴旋管道式分解爐內(nèi)燃燒、分解過程的CFD模擬　　噴煤燃燒器煤粉燃燒過程的數(shù)值模擬研究　　窯內(nèi)多通道噴煤燃燒器的旋轉(zhuǎn)射流場的數(shù)值模擬　　水泥窯噴煤燃燒過程的數(shù)值預(yù)測_　　氣固多相雙通道同軸射流湍流場的數(shù)值模擬（1）　　氣固多相雙通道同軸射流湍流場的數(shù)值模擬（2）　　軸對稱型立筒預(yù)熱器內(nèi)湍流場的數(shù)值方法研究　　葉輪式顆粒流量計(jì)工作過程的數(shù)值模擬　　數(shù)值模擬分析葉輪式顆粒流量計(jì)的工作機(jī)理第二部分 磷石膏聯(lián)產(chǎn)水泥與硫酸生產(chǎn)技術(shù)　　磷石膏分解爐的研究與開發(fā)進(jìn)展　　磷石膏分解新技術(shù)進(jìn)展　　磷石膏分解反應(yīng)機(jī)理及影響因素淺析　　磷石膏分解工業(yè)反應(yīng)動力學(xué)的研究　　懸浮狀態(tài)下磷石膏分解規(guī)律的研究　　磷石膏在還原.氧化雙氣氛下的分解反應(yīng)　　磷石膏還原分解動力學(xué)研究　　循環(huán)流化床新型分料器的性能　　旋流粉料器的結(jié)構(gòu)與性能研究　　第三部分 其他　　淺談“硅酸鹽工程學(xué)”與“硅酸鹽工程專業(yè)”　　窯外分解是水泥煅燒技術(shù)的一大突破　　用摻有混合材的水泥制造石棉水泥制品的研究　　硅酸鹽水泥礦物組成對石棉水泥制品產(chǎn)質(zhì)量的影響　　高溫懸浮態(tài)氣固反應(yīng)試驗(yàn)臺的開發(fā)及含硫銅精礦氧化焙燒動力學(xué)的研究　　第四部 分外文　　NUMERICAL SIMULATION OF BURNING AND DECOMPOSITION IN THE SLC PRECALCINER　　　　

章節(jié)摘錄

插圖：一般來說，冷態(tài)模型試驗(yàn)主要解決氣、固兩相運(yùn)動的規(guī)律問題，包括氣流運(yùn)動類型，氣固混合、分散、分離過程和動力消耗之間的關(guān)系，以及分析其對換熱、反應(yīng)速率的影響等。熱態(tài)模型試驗(yàn)是研究換熱過程、能量利用和反應(yīng)動力學(xué)的實(shí)際規(guī)律。所有的模型試驗(yàn)都要求盡可能模擬實(shí)際生產(chǎn)條件，但這是有一定困難的。經(jīng)驗(yàn)表明，對于水泥生料預(yù)熱器（SP）系統(tǒng)和預(yù)分解（NSP）系統(tǒng)來說，多數(shù)情況下用與實(shí)物設(shè)備幾何相似模型，在自模化區(qū)域內(nèi)模擬實(shí)物的流動狀態(tài)和壓力損失，有相當(dāng)?shù)目尚哦龋鵁釕B(tài)模型對研究換熱能力也很有參考價值。據(jù)報(bào)道，最近已設(shè)計(jì)出能完全模擬分解爐反應(yīng)過程的試驗(yàn)裝置。據(jù)說所得數(shù)據(jù)與生產(chǎn)實(shí)際吻合得很好，即能表達(dá)生料和燃料的反應(yīng)動力學(xué)特征，有很大實(shí)用價值。據(jù)此均可說明，隨著模型試驗(yàn)方法、裝置和手段的不斷改進(jìn)，模型試驗(yàn)的可靠性將更進(jìn)一步提高。3.建立子系統(tǒng)乃至全系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的反求根據(jù)系統(tǒng)繁簡程度和人們對過程認(rèn)識的深度，可以分別建立經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、半?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃屠碚撃Ｐ汀＜兘?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ途窒扌源?。理論模型適應(yīng)性強(qiáng)，但難度大。水泥工業(yè)窯爐系統(tǒng)至今還未建立器完備的能實(shí)際應(yīng)用的理論模型，大多還需要輔以實(shí)物模型試驗(yàn)或給以必要的約束條件來推導(dǎo)出半理論模型。對于復(fù)雜的工程問題，在建立數(shù)學(xué)模型時往往需要根據(jù)實(shí)際情況作必要的簡化假設(shè)，這種假設(shè)既要使模型簡化可解，又要盡可能不失真，因此是很重要的。對于硅酸鹽窯爐系統(tǒng)來說，數(shù)學(xué)模型一般是建立在現(xiàn)代化工理論（包括傳遞工程、反應(yīng)工程、化工熱力學(xué)與動力學(xué)的理論）指導(dǎo)之下。最通用的方法是確定物料平衡、能量平衡、動量平衡的關(guān)系以及某些特殊的關(guān)聯(lián)式或反應(yīng)動力學(xué)關(guān)聯(lián)式等。聯(lián)立方程可求得相應(yīng)未知數(shù)，如系分區(qū)或組合系統(tǒng)，則可構(gòu)成矩陣方程，利用在線顯示或易測參數(shù)為已知值，在計(jì)算機(jī)上求解。反算出大量“隱參數(shù)”（指不能在線測量或難于測定的重要參數(shù)），作為分析討論、評議對比工作狀態(tài)、設(shè)備性能和技術(shù)水平的科學(xué)依據(jù)，深化對新技術(shù)的再認(rèn)識。當(dāng)然，很多情況下某些關(guān)聯(lián)式的系數(shù)和指數(shù)待定，則需要通過物理、化學(xué)的模型試驗(yàn)來加以確定。4.計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模擬試驗(yàn)利用經(jīng)過校驗(yàn)修正、比較完善的數(shù)學(xué)模型可以進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模型試驗(yàn)，即人為輸入給定的主變量，計(jì)算出相應(yīng)參數(shù)的變化值，從而找出變量波動造成的后果，推算出各項(xiàng)指標(biāo)可能的變化。它可以對全部可變量進(jìn)行大范圍的試驗(yàn)，可取代費(fèi)時費(fèi)資、甚至不可能進(jìn)行的中間試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)，還可進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu)、事故預(yù)測、報(bào)警、調(diào)試、控制以及系列化設(shè)計(jì)等一些極為有用的工作。

編輯推薦

《胡道和水泥工程科研論文集》：領(lǐng)軍水泥工程研究，彰顯技術(shù)創(chuàng)新意識，致力窯外分解探究及，研究平臺建設(shè)，育人與成果雙豐收。

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