辊道窑不同辊下高度气体流场与温度场的数值模拟.pdf

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1、生产与应用文章编号：1001-9642(2012)3-0040-04辊道窑不同辊下高度气体流场与温度场的数值模拟魏延军，冯青，潘小勇(景德镇陶瓷学院，景德镇335001)【摘要】利用CFD软件Fluent对不同辊下高度的辊道窑烧成带的气体流场和温度场进行了模拟研究，得出了不同辊下高度的窑内气体流场和温度场的分布，分析了流场对窑内气体温度场和对流换热的影响。【关键词】辊道窑，辊下高度变化，数值模拟中图分类号：TO174．6+5文献标识码：A0引言辊道窑是一种近几十年发展起来的新型快烧连续式窑炉，最初是应用于冶金工业

2、，目前已广泛用于建筑陶瓷、日用陶瓷、卫生陶瓷工业生产中[1】。辊道窑能耗较高，因此，如何在确保产量的前提下降低能耗成为陶瓷行业研究的热点。为了响应国家号召，节能降耗已成为窑炉行业新图1烧成带局部实体图的研究方向，从事窑炉调试和科学研究的专家学者已经Fig．1Localentityfigureoffiringzone从烧嘴的喷射角度l2】、排烟结构的设置l3l、窑内气体流动的特点【4等这些方面进行了研究，对实际生产提供了科学理论依据。本文采用数值模拟的方法，通过建立辊道窑的实体模型，利用Fluent前处理软件Gam

3、bit对窑体进行了网格划分，设置了相关的边界条件，最后导入到Fluent软件中进行模拟计算，从辊下高度的变化这一角度对辊道窑进行了研究，得出了窑内气体流场和温度场分布并分析了流场对窑内气体温度场和对流换热的影响。1物理模型与数值方法图2窑体模型结构图Fig2ModelofkiInbody1．1物理模型本次模拟是以3条不同辊下高度的辊道窑的烧成带230mm和84mm简化后的窑体模型结构图如图2。为模拟对象。由于烧成带中气体流动特征基本相似，为网格划分的好坏直接影响到计算结果的精确度和稳了节省计算时间，没有必要对整个

4、烧成带进行网格划分定性，窑体的划分比较简单，建立一个平行于X—Z的平和模拟计算，因此本论文只取烧成带的两节作为计算区面和一个平行Y—Z的平面，将窑体划分为四个一样大小域。其主要尺寸如表l，烧成带实体结构图如图1，并把的体积，采用结构化六面体网格对窑内空间实体进行网窑体模型做以下简化：闸板和挡火墙设置在烧成带两节格划分，烧嘴是柱体结构，不能采用结构化六面体网格交接处，并且高度相同，取高度h=200mm，砖坯离窑划分，这里采用Cooper方法对烧嘴进行网格划分。网格墙两侧的距离为250mm，烧嘴砖通道和端面直径分别为

5、结构如图3。1．2控制方程与边界条件表1窑体烧成带主要尺寸(单位：mm)TablelMaindimensionsofkiInbodyfiring1．2．1控制方程模型辊上高辊下高长度宽度辊道窑烧成带窑内气体流动主要为湍流流动并带有模型A4004002880l880涡旋和耗散，因此选用目前工程中运用比较成熟的标准模型B40042028801880模型C4004402880l880K一湍流模型进行湍流计算_8】；烧成带内制品主要进行辐射传热，因此采用计算量不大但能满足计算精度的P一1辐射模型进行辐射计算[9]。收稿日

6、期：2O12—12—14修改日期：2012—12-22模型控制方程如下：E-mail：weiqiangjun@126．corn烧成带数学模型中可用一个通用方程来描述连续、2012年第3期中国陶瓷参考文献[5]孔海发．辊道窑窑道闸板及挡火墙的设置．陶瓷．2001．第[1】高立明．中国陶瓷热工技术和窑炉发展水平与前景[J】．中6期：19[6]胡国林．建筑陶瓷工业辊道窑．北京：中国轻工业出版国陶瓷，2005．41(1)：1-2社．1998．10-14[2]冯青，陆琳，曾德生，潘小勇．辊道窑烧嘴喷射角度对窑[7】童剑辉，

7、冯青，汪和平．辊道窑烧成带气体流场与温度场内湍流气流影响的研究[J]．中国陶瓷工业2004，11(1)[3】李瑞雪，冯青．辊道窑不同排烟结构的数值模拟[J1．中国的三维数值模拟[J]．中国陶瓷，2006，42(5)陶瓷工业，2008，15(5)I8]Fluentinc．Fluent5．5User’sGuide1998．8[9]陶文铨．数值传热学(第2版)．西安：西安交通大学出版[4】程春明．辊道窑气体流动与结构特点佛山陶瓷[J]．2002．第2期：17社，2001．347-398NUMERICALSIMULATI

8、ONOFTHEGASFLOWSANDTEMPERATUREFIELDFORDIFFERENTHElGHTSBENEATHTHEROLLERSOFROLLERKlLNWeiYaniunFengQinqPanXiaoyongfJingdezhenCeramicInstitute．Jingdezhen333O07)[AbstractlItsimulatestherollerki