异常炉况高炉冷却板及炉衬非稳态温度场【2013美赛参考资料】

资 源 简 介

异常炉况高炉冷却板及炉衬非稳态温度场【2013美赛参考资料】

详 情 说 明

高炉炼铁过程中，异常炉况下冷却板及炉衬的温度场分布是影响生产安全与效率的关键问题。2013年美国大学生数学建模竞赛将该课题作为参考资料，重点考察非稳态工况下的传热特性。

在异常炉况（如气流分布不均、局部高温或冷却系统故障）时，高炉内部的传热平衡被打破。冷却板作为重要散热部件，其热负荷会随炉内反应剧烈程度动态变化。此时传统稳态模型难以准确反映实际温度分布，需引入非稳态传热方程，考虑时间维度上的热流波动。

炉衬材料的导热系数、比热容等参数会随温度变化呈现非线性特征，加剧了建模复杂度。竞赛资料可能涉及有限元方法或差分法求解三维瞬态温度场，同时需耦合边界条件（如冷却水流量、煤气温度）的动态输入。对于参赛者而言，合理简化几何结构、确定关键变量间的耦合关系是解题的核心难点。

该问题对冶金工业具有实际意义——通过温度场反演可预警炉衬烧穿风险，优化冷却系统配置参数，最终延长高炉寿命。