含钒页岩回转窑燃烧器数值模拟研究.pdf

《含钒页岩回转窑燃烧器数值模拟研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第6期机械设计与制造2014年6月MachineryDesign&Manufacture9l含钒页岩回转窑燃烧器数值模拟研究尹传琦，孔建益，汤勃，王兴东(武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉430081)摘要：设计了适用于含钒页岩回转窑的燃烧器结构，分析了不同的结构参数下燃烧器的火焰状况，建立了燃烧器～回转窑系统的三维模型。应用计算流体力学Fluent软件，采用重整化群(RNG)k一8模型，模拟燃烧器的工作过程，研究了燃气出口直径等因素对燃烧性能的影响，对燃烧器一回转窑系统的流场和温度场进行了总体分析，通过理论计算与

2、软件分析的对比，得到了最符合工艺的燃烧器参数。对于工业上合理选择燃烧器的工作参数以及提高燃料利用率，降低能源消耗有一定的指导意义。关键词：燃烧器；数值模拟；流场；回转窑中图分类号：TH16；TH12文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)06—0091—03NumericalSimulationStudyofVanadiumShaleRotaryKilnBurnerYINChuan-qi，KONGJian—yi，TANGBo，WANGXing-dong(SchoolofMechanicalandAuto

3、mation，WuhanUniversityofScienceandTechnology，HubeiWuhan430081，China)Abstract：ThestructureofRotarykilnburnerforvanadiumshaleisdesigned，theburnerflamestatusunderdiferentstructuralparametersisanalyzed，andthethree-dimensionalmodeloftheburner—rotarykilnsystemisestab

4、lished．Theworkingprocessoftheburnerissimulatedbyapplyingthecomputationalfluiddynamics$oftware—Fluent，theRNGk-emodelisused，thedifferentc拈onflowfieldwhenthegasoutletdiameteroftheburnerchangesrifestudiedseparatety．Theflowfdandtemperaturefieldoftheburner-rotarykiln

5、systemareanalyzedingenera1．Atlast，theprocessparametersoftheburnerthatmostconforn'l$toprocedurealeacquiredbycomparingthetheoret&alcalculationwithsoftwareanalysis．Certaingui~ngcancefortherationalselectionoftheburnerworkingparametersisprovide&fuelefficieneyandener

6、gyconsumptionreductionisimproved．、KeyWords：Burner；Simulation；FlowField；RotaryKiln1引言2燃烧器结构被广泛应用于航天航空、舰船、冶金以及海洋工程等各个领以某提钒实验室的回转窑用燃烧器作为研究对象，其特征域。我国的石煤提钒主要采用钠化焙烧一水浸一酸沉粗钒一碱溶一为：回转窑内径0．4m，长度6m，燃烧器结构，如图l所示。铵盐精制的传统工艺流程。焙烧温度对钒在石煤焙烧中形成理想燃气的钒酸盐至关重要，对于焙烧温度一般要求(1050～1150)K。

7、回转窑是提钒过程中能耗很大的一种工艺设备，只有设计合理的回转窑燃烧装置，才能最大限度地提高回转窑的能源利用率。燃烧器不仅为燃烧提供了燃料和氧化剂，同时也是火焰成型最主要的动力装置。1．燃气通道2．法兰盘3．空气通道4旋流器图1燃烧器结构因此，精确的工艺，将提供良好的工况，对熟料煅烧，成本减Fig．1StructureofBurner少都十分的重要。随着现代工业的发展，能源日渐紧张，价格不断燃烧器燃气走中间通道，入口直径0．04m；空气走外层环形通攀升，所以改进和提高燃烧性能，重视回转窑燃烧装置的结构设道，人口内径0．

8、123m，外径0．133m。空气通过旋流器与燃气边混合计，具有较好的社会及经济效益。目前对燃烧装置的研究方法主边燃烧。旋流器能够使空气与煤气混合更均匀，燃烧更充分日。要是数值模拟I1，利用现行的fluent软件对燃烧器的燃烧过程进3数学模型行模拟仿真，通过对计算结果的分析和讨论，发现燃烧器设计中的不合理因素，对燃烧器结构改进和相关参数的优化有一