辊道窑闸板结构对预热带烟气流动的影响

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1、第31卷第3期《陶瓷学报》Vo1．31．No．32010年9月JOURNALOFCERAMICSSep．2010文章编号：1000-2278(2010)03—0502—05辊道窑闸板结构对预热带烟气流动的影响童剑辉汪和平(景德镇陶瓷学院，景德镇：333001)摘要通过数值模拟方法，采用Fluent数值计算软件，对辊道窑闸板结构对预热带烟气流动的影响进行了研究。通过分析模拟结果发现，无论是沿窑长方向还是窑宽方向，“一”字形闸板对烟气流动的影响最小，锯齿形闸板次之，而“凹”字形产生的影响最大。关键词数值模拟，辊道窑，预热带，烟气流动，闸板结构中图分类号：TQ174．6*5

2、3文献标识码：A果41。从笔者查阅的有关辊道窑数值模拟文献来看，对其烧成带的研究工作较多“1，而对预热带和冷1引言却带的研究却甚少【4】。为此，本文采用数值模拟方法，对辊道窑闸板结构对预热带烟气流动的影响进行众所周知，通过调节设置在辊道窑预热带不同位研究。置的闸板，改变闸板结构，可以调节烟气流动，使制品尽可能按照烧成制度要求烧成。一直以来，受实验条2不同闸板结构的窑体计算模型及网件和研究方法的限制，人们在这方面所做的研究工作不多，且都是采用传统实验方法对其进行研究Ⅱ_2]，很格划分难全面了解闸板结构对烟气流动产生的影响。另一方面，由于缺少理论依据，通常也只能凭借经验调

3、节闸在建立计算窑体模型时，考虑模型的真实性和计板，调节效果容易受经验限制。因此，采用新的研究方算机资源的限制，窑体模型的长度取1．5节标准窑体法开展这方面的研究工作，可为辊道窑的实践操作和长(3m)，闸板结构选取文献【1】中的典型3种，闸板和其他相关的研究工作提供新的理论参考。挡墙的厚度简化为Omm，离砖{丕疆．的垂直距离都为目前，数值模拟已被广泛应用于工业炉窑(包20cmtu，模型的其它结构尺寸参数与文献[9，15]相同。括陶瓷窑炉)的研究工作中，并取得了大量的研究成不同结构的闸板和简化后的计算模型如图l和图2。“一”字形闸板“凹”字形闸板锯齿形闸板图13种闸板结构

4、示意图Fig．1Threetypesofdamperarrangement收稿日期：2010-02—25通讯联系人：童剑辉《陶瓷学报)}2010年第3期22222111110表—1计算边界参数8642O8642081Tab．1Calculationofboundaryparameters∞一烟气流动∞参数数值一闸板烟气出口。表压Pa-3O字温度K973压力进口m湍形流强度％2砖坯水力直径cm114．3∞表压Pa-4∞温度K930压力出口湍流强度％5图2预热带窑体结构模型一∽、Lu)222211111OO642O8642086水力直径cml14．3Fig．2Kilnst

5、ructuremodelforthepreheatingzone2．75}‘v0cm。25j．‘y；=：90cm·．’·’·’·’．。-．2．2．00i。。。’··．．1．75{。曼曼1．25。噎。．剥1．00：·。·ll：ll；l·‘’。：．7s。5-．．。．。。。。0．25{。·‘。。‘0}⋯⋯——。——一—⋯—————一⋯——⋯——⋯⋯⋯—一—150—100-5005O1OO15O窑长(cm)窑长(cm)锯齿形“凹”字形图3闸板结构对烟气沿窑长方向的流速影响Fig．3Efectsofdamperarrangementsonfluegasflowalongthel

6、engthofthekiln为了便于分析比较，采用四面体网格对设有3种3-2边界条件不同闸板结构的窑体模型进行网格划分。为了便于分析比较计算结果，3种窑体计算模型的计算边界条件相同，见表l。3数学模型和计算边界条件4计算结果及分析3．1数学模型当烟气流过闸板、砖坯和挡墙形成的通道时，通4．1闸板结构对沿窑长方向烟气流动的影响道断面的形状和大小都已发生变化，导致烟气流动为由图3可以看出，预热带内烟气流过不同结构的湍流，因此气体流动的控制方程除了连续、动量、能量闸板时，受闸板截流的作用，从闸板附近上游25cm方程外，还应包括湍流模型的湍流能动k方程和湍流附近处(x一25c

7、m)开始，其流速沿窑长方向都发生耗散率8方程，所有控制方程可用一个通用表达式了较大的变化。流速先急速增大，在闸板下游25cm表达如下：(x=25cm)附近处达到最大值，后由此开始减小，但div(PuO)=div(FogradO)+So减小的特性有所不同，“一”字形和锯齿形的闸板下游上式中，为通用因变量，r。为0的扩散系数，S。为烟气流速都几乎是呈线性减小的，原因是这两种闸板气相源项。形成的气流通道截面比较规整，烟气流过通道时相互《陶瓷学报》2010年第3期5042·82·6(s＼昙蚪一／l1蚪2·42．22．02．0喇1·61·41·21_00．8—