【正文】 式（ 44）中的 ? 是溫度的標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算公式為： 21 )(1 TTN Ni i ?? ??? （ 45） 公式（ 45）中， N 是交叉直線上選取的節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。 離散系數(shù)又稱 變異系數(shù) ，是統(tǒng)計(jì)學(xué)當(dāng)中的常用統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，主要用于比較不同水平的變量數(shù)列的離散程度及 平均數(shù) 的代表性。它是一個(gè)無(wú)量綱量。離散系數(shù) vc 最適合表征陶瓷制品外表面的溫度分布均勻性：離散系數(shù) vc 越大，溫度分布越不均勻； vc 越小，溫度分布越均勻。 maxT 與 minT 則顯示出最高溫度和最低溫度與平均值的偏差。本研究通過(guò)對(duì)陶瓷制品外表面的溫度分布情況進(jìn)行模擬，計(jì)算 vc 、 maxT 和 minT 的范圍來(lái)分析輥道窯燒成帶內(nèi)溫度場(chǎng)分布均勻性。 陶瓷制品外表面溫度分布 首先設(shè)定兩個(gè)陶瓷制品分別為制品壹、制品貳，然后分別命名兩個(gè)坯體的六個(gè)面為面 654321 、、 和面 39。39。39。39。39。39。 654321 、、 ，如圖 47 所 示。 圖 47 衛(wèi)生潔具溫度測(cè)量點(diǎn)分布圖 衛(wèi)生潔具輥道窯燒成帶溫度均勻性仿真研究 第 24 頁(yè) 共 34 頁(yè) 以制品壹的面 1為例，作該面的對(duì)角線，并在對(duì)角線上每相隔一定單位長(zhǎng)度選取一個(gè)點(diǎn)作為測(cè)溫點(diǎn)，如圖 47所示。制品壹、貳的其他面也用同樣的方式選取測(cè)溫點(diǎn)，并逐一找到各點(diǎn)的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)，然后使用 FLUENT 軟件輸出各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度模擬數(shù)值。所有點(diǎn)的數(shù)值如下表 4 45所示。 表 44 陶瓷制品（壹）各測(cè)溫點(diǎn)溫度值（單位： K） 測(cè)溫點(diǎn) 溫度 測(cè)溫點(diǎn) 溫度 測(cè)溫點(diǎn) 溫度 測(cè)溫點(diǎn) 溫度 測(cè)溫點(diǎn) 溫度 測(cè)溫點(diǎn) 溫度 1壹P 1 1178 2壹P 1 1208 3壹P 1 1211 4壹P 1 1204 5壹P 1 1207 6壹P 1 1206 1壹P 2 1172 2壹P 2 1214 3壹P 2 1207 4壹P 2 1202 5壹P 2 1202 6壹P 2 1211 1壹P 3 1165 2壹P 3 1211 3壹P 3 1204 4壹P 3 1207 5壹P 3 1198 6壹P 3 1214 1壹P 4 1171 2壹P 4 1206 3壹P 4 1199 4壹P 4 1199 5壹P 4 1195 6壹P 4 1211 1壹P 5 1181 2壹P 5 1196 3壹P 5 1192 4壹P 5 1208 5壹P 5 1188 6壹P 5 1209 1壹P 6 1184 2壹P 6 1192 3壹P 6 1188 4壹P 6 1202 5壹P 6 1183 6壹P 6 1207 1壹P 7 1189 2壹P 7 1188 3壹P 7 1185 4壹P 7 1202 5壹P 7 1181 6壹P 7 1203 1壹P 8 1196 2壹P 8 1185 3壹P 8 1181 4壹P 8 1206 5壹P 8 1177 6壹P 8 1208 1壹P 9 1179 2壹P 9 1201 3壹P 9 1196 4壹P 9 1204 5壹P 9 1189 6壹P 9 1211 1壹P 10 1177 2壹P 10 1208 3壹P 10 1210 4壹P 10 1203 5壹P 10 1205 6壹P 10 1212 1壹P 11 1173 2壹P 11 1216 3壹P 11 1206 4壹P 11 1205 5壹P 11 1200 6壹P 11 1207 1壹P 12 1165 2壹P 12 1212 3壹P 12 1202 4壹P 12 1206 5壹P 12 1199 6壹P 12 1213 1壹P 13 1170 2壹P 13 1205 3壹P 13 1197 4壹P 13 1198 5壹P 13 1196 6壹P 13 1216 1壹P 14 1179 2壹P 14 1217 3壹P 14 1190 4壹P 14 1211 5壹P 14 1191 6壹P 14 1215 1壹P 15 1183 2壹P 15 1193 3壹P 15 1185 4壹P 15 1209 5壹P 15 1185 6壹P 15 1211 1壹P 16 1187 2壹P 16 1187 3壹P 16 1182 4壹P 16 1203 5壹P 16 1179 6壹P 16 1212 1壹P 17 1193 2壹P 17 1183 3壹P 17 1178 4壹P 17 1206 5壹P 17 1174 6壹P 17 1209 平均值 1179 1201 1195 1204 1191 1210 在基礎(chǔ)工況和初始燃料入口速度和空燃比條件下，測(cè)得的陶瓷制品壹、貳的外表面最高溫度分別 為 1216K 和 1214K，最低溫度分別為 1165K 和 1175K；且兩個(gè)陶瓷制品的后表面 ）以及 39。6(6 的平均溫度最高，前表面 ）以及 39。1(1 的平均溫度最低，極大與極小溫 衛(wèi)生潔具輥道窯燒成帶溫度均勻性仿真研究 第 25 頁(yè) 共 34 頁(yè) 差分別為 51K、 39K，都比兩個(gè)陶瓷制品外表面平均溫度的 5%（約 ）要小，說(shuō)明該輥道窯對(duì)陶瓷制品的燒制效果都比較好。 表 45 陶瓷制品（貳）各測(cè)溫點(diǎn)溫度值（單位： K） 測(cè)溫點(diǎn) 溫度 測(cè)溫點(diǎn) 溫度 測(cè)溫點(diǎn) 溫度 測(cè)溫點(diǎn) 溫度 測(cè)溫點(diǎn) 溫度 測(cè)溫點(diǎn) 溫度 1貳P 1 1175 2貳P 1 1208 3貳P 1 1202 4貳P 1 1205 5貳P 1 1208 6貳P 1 1206 1貳P 2 1177 2貳P 2 1205 3貳P 2 1199 4貳P 2 1201 5貳P 2 1209 6貳P 2 1211 1貳P 3 1181 2貳P 3 1203 3貳P 3 1198 4貳P 3 1197 5貳P 3 1207 6貳P 3 1210 1貳P 4 1183 2貳P 4 1201 3貳P 4 1194 4貳P 4 1193 5貳P 4 1208 6貳P 4 1207 1貳P 5 1186 2貳P 5 1195 3貳P 5 1190 4貳P 5 1194 5貳P 5 1206 6貳P 5 1209 1貳P 6 1188 2貳P 6 1192 3貳P 6 1185 4貳P 6 1196 5貳P 6 1202 6貳P 6 1213 1貳P 7 1191 2貳P 7 1191 3貳P 7 1183 4貳P 7 1201 5貳P 7 1197 6貳P 7 1211 1貳P 8 1196 2貳P 8 1187 3貳P 8 1179 4貳P 8 1206 5貳P 8 1194 6貳P 8 1209 1貳P 9 1186 2貳P 9 1197 3貳P 9 1191 4貳P 9 1201 5貳P 9 1206 6貳P 9 1211 1貳P 10 1189 2貳P 10 1207 3貳P 10 1201 4貳P 10 1210 5貳P 10 1203 6貳P 10 1213 1貳P 11 1187 2貳P 11 1204 3貳P 11 1198 4貳P 11 1206 5貳P 11 1205 6貳P 11 1214 1貳P 12 1184 2貳P 12 1202 3貳P 12 1196 4貳P 12 1202 5貳P 12 1205 6貳P 12 1209 1貳P 13 1186 2貳P 13 1199 3貳P 13 1192 4貳P 13 1201 5貳P 13 1208 6貳P 13 1207 1貳P 14 1181 2貳P 14 1196 3貳P 14 1189 4貳P 14 1198 5貳P 14 1204 6貳P 14 1209 1貳P 15 1183 2貳P 15 1191 3貳P 15 1188 4貳P 15 1196 5貳P 15 1202 6貳P 15 1211 1貳P 16 1185 2貳P 16 1188 3貳P 16 1185 4貳P 16 1191 5貳P 16 1206 6貳P 16 1212 1貳P 17 1187 2貳P 17 1185 3貳P 17 1180 4貳P 17 1188 5貳P 17 1201 6貳P 17 1208 平均值 1185 1197 1191 1199 1204 1210 分析上述兩表中陶瓷制品上下表面 ）、以及、 39。39。 43(43 的平均溫度。陶瓷制品壹上表面 3 的平均溫度為 1195K，下表面 4 的平均溫度為 1204K，平均溫差為 9K；陶瓷制品貳上表面 39。3 的平 均溫度為 1191K，下表面 39。4 的平均溫度為 1199K，平均溫差為 8K。輥道窯燒成帶內(nèi)陶瓷制品的上下表面平均溫差都較小，說(shuō)明陶瓷制品在燒成過(guò)程中爐窯環(huán)境良好。 衛(wèi)生潔具輥道窯燒成帶溫度均勻性仿真研究 第 26 頁(yè) 共 34 頁(yè) 陶瓷制品外表面溫度均勻性分析與評(píng)價(jià) 根據(jù)章節(jié)（ ） 介紹的溫度分布均勻性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)計(jì)算表 43 和 44 的數(shù)據(jù)可得： ?壹T ， ?貳T 。 進(jìn)一步計(jì)算得： ~ 6m a x ?? ）（ 壹壹T ， ~ 1m in ?? ）（ 壹壹T ； ~ 6m a x ?? ）（ 貳貳T ， (P~ 1m in ?? ）貳貳T 。 又陶瓷制品的溫度離散系數(shù)計(jì)算公式為： TTTNcNi iv??? 121 ）（， 所以計(jì)算得： ???壹vc ， ???貳vc 。 由章節(jié)（ ） 可知，所有統(tǒng)計(jì)值都是越小越好。從上述計(jì)算結(jié)果可以看出，陶瓷制品貳的三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)都要優(yōu)于陶瓷制品壹，這表明陶瓷制品貳的外表面溫度分布均勻性要比陶瓷制品壹好一些。之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因?yàn)榛亓饔绊懺斐傻模伒栏G左側(cè)的燒嘴比輥道窯右側(cè)燒嘴更接近窯爐煙氣出口，其產(chǎn)生的射流對(duì)爐膛內(nèi)主流的流動(dòng)狀態(tài)影 響小于右側(cè)燒嘴的射流的影響。所以位于左側(cè)的陶瓷制品貳的溫度均勻性要略好于右側(cè)的陶瓷制品壹的溫度均勻性。 章節(jié)小結(jié) 本章主要通過(guò)數(shù)學(xué)建模的方法模擬了陶瓷衛(wèi)生潔具輥道窯燒成帶內(nèi)的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)得出以下結(jié)論 : (1)燒嘴天然氣射流火焰最大速度為 10m/s,火焰長(zhǎng)度在 300mm500mm 之間；噴嘴的射流形成微小的流體循環(huán)，該循環(huán)對(duì)加強(qiáng)制品換熱有益；燒嘴的射流火焰受主流煙氣的影響產(chǎn)生不同程度的偏移；煙氣在窯內(nèi)的流動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，窯內(nèi)溫度場(chǎng)均勻性效果好。 (2)火焰附近溫度分布處于 1500K1800K 之間，輥道 窯爐膛內(nèi)除煙氣出口附近的溫度分布受回流影響呈現(xiàn)梯度分布外，其余區(qū)域的氣流溫度一般在 1200K1400K 之間。 衛(wèi)生潔具輥道窯燒成帶溫度均勻性仿真研究 第 27 頁(yè) 共 34 頁(yè) (3)基準(zhǔn)工況下，該輥道窯對(duì)陶瓷制品的燒制效果比較好。由于受到回流的影響，陶瓷制品貳的溫度均勻性要略好于陶瓷制品壹。 衛(wèi)生潔具輥道窯燒成帶溫度均勻性仿真研究 第 28 頁(yè) 共 34 頁(yè) 第 5 章 主要工藝控制參數(shù)優(yōu)化研究 本章節(jié)主要著手于對(duì)燃料入口速度的優(yōu)化和空燃比的優(yōu)化，尋找兩者與輥道窯燒成帶內(nèi)溫度均勻性之間的量化關(guān)系，找到最優(yōu)設(shè)置參數(shù)。 由于本課題需要同時(shí)研究燃料入口速度和空燃比對(duì)燒成帶溫度均勻性的影響，而這兩個(gè)因素會(huì)相互影響，且兩者同時(shí)影響燒成帶的溫 度均勻性，所以應(yīng)當(dāng)固定其中一個(gè)因素，改變另一個(gè)因素的數(shù)值來(lái)分別研究其影響效果。 輥道窯燒成帶燃料入口速度因素優(yōu)化研究 在研究燒成帶燃料入口速度對(duì)爐窯內(nèi)溫度場(chǎng)均勻性的影響時(shí)，應(yīng)當(dāng)先將空燃比設(shè)置為一個(gè)定值。本研究在優(yōu)化燃料入口速度時(shí)將空燃比設(shè)定為燒嘴噴出的燃料、空氣入口速度比為 （該值為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值），即： 4 ? 空 氣 以第 4章的仿真模擬為基礎(chǔ)，設(shè)定第一組數(shù)據(jù)的燃料入口速度為 。由于空燃比保持不變，所以燃料、空氣入口速度比也保持不變，可算得空氣入 口速度為 。 然后以第一組數(shù)據(jù)為中心，增加或減小燒料入口速度，并計(jì)算出各自對(duì)應(yīng)的空氣速度，將其分別設(shè)定為其他組別。測(cè)算數(shù)據(jù)，分析陶瓷坯體離散系數(shù)的變化規(guī)律。 由于求取陶瓷制品的溫度離散系數(shù) vc 的計(jì)算量太大，為了節(jié)約研究時(shí)間，本研究在探究燃料入口速度和離散系數(shù)的規(guī)律時(shí)，只選取了溫度均勻性較差的陶瓷制品壹為研究對(duì)象，認(rèn)為兩個(gè)陶瓷制品的規(guī)律變化是一樣的。 最終得到的變化規(guī)律如表 51所示。 根據(jù)表 51可知，燃料入口速度為 ，空氣入口速度為 ，陶坯溫度離散系數(shù)最小為 104，此時(shí)陶瓷制品的溫度均勻性達(dá)到最佳。當(dāng)增加或者減小天然氣的入口速度，陶坯溫度離散系數(shù)都會(huì)增加，因此當(dāng)天然氣、空氣入口速度比恒定為，在正常工況下，該輥道窯燒成帶的燃料入口速度應(yīng)設(shè)置為 。 輥道窯燒成帶空燃比因素優(yōu)化研究 在研究空燃比因素影響時(shí)，應(yīng)該同樣將燃料入口速度設(shè)置為一個(gè)定值。本研究在優(yōu)化空燃比時(shí)將燃料入口速度設(shè)定為 （該值為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)天然氣入口速度）固定不變，將第一組數(shù)據(jù)的空氣入口速度 為 ，此時(shí)對(duì)應(yīng)的天然氣、空氣速度比為 。然 衛(wèi)生潔具輥道窯燒成帶溫度均勻性仿真研究 第 29 頁(yè) 共 34 頁(yè) 后逐漸改變空氣入口速度（即改變了空燃比），設(shè)置其他組別。測(cè)