烧结环冷机液密封数值仿真研究.pdf

《烧结环冷机液密封数值仿真研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、TotalNo．211冶金设备总第211期June2014METALLURGICALEQUIPMENT2014年6月第3期·设计与研究·烧结环冷机液密封数值仿真研究①张家元②张加楠田万一(中南大学能源科学与工程学院湖南长沙410083)摘要基于Fluent软件，采用标准k—湍流模型和VOF多相流模型对环冷机液密封内气液两相流动过程进行了数值模拟研究。运用该模型研究了进口风速、出口压力、水槽液位、初始状态等因素对密封液面的影响，再通过正交实验对4个因素的影响力大小进行了综合分析。研究结果表明，初始状态影响最大，进口风速次之，水槽液位及出口压力影响最小，并得到以减

2、小液密封液面波动为目标的最优运行参数组合：进口风速15m／s，出口压力3300Pa，水槽液位0．5m，初始波高0．02m。模型计算结果与现场测试相比，误差在5％以内，验证模型的正确性，研究结果可用于液密封设计。关键词环冷机液密封VOF方法数值模拟优化中图分类号TF321．4文献标识码Adoi：10．3969／j．issn．1001—1269．2014．03．001NumericalSimulationofLiquidSealinSinterCircularCoolerZhangJiayuanZhangJiananTianWanyi(SchoolofEnergy

3、ScienceandEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083)ABSTRACTBasedonFluentsoftware，thegas—liquidtwophasefieldofliquidsealwasnumericalsimulatedwithStandardk一8TurbulentModelandVOFMultiphaseMode1．Theinletvelocity，outletpressure，liquidlevelandinitialwaveheightal'ethemainparameter

4、safectingthefluctuationonthesurfaceofliquidsea1．Thefourparam-etersweresimulatedandtheiroptimalcombinationwasdeterminedbyorthogonalexperimentalmethodforreducingtheliquidsurfacefluctuation，whichwereasfollows，inletvelocity15m／s，outletpressure3300Pa，liquidlevel0．5m，initialwaveheight0．02

5、m．Themodelcomputingresultshavebeencomparedwithon—sitetestresults，themaxi-mumerrorislessthan5％．whichverifiesthecorrectnessofthemode1．Thestudycanbeusedfordesignofhquidsea1．KEYWORDSSintercircularcoolerLiquidsealVOFmethodNumericalsimulationOptimization鼓风式环冷机是烧结矿冷却工序中普遍应用现漏风率降低5％以内的密封效果，

6、相比传统鼓的设备，国内外许多学者对其冷却过程及余热回风环冷机接近30％漏风率，是一个巨大的收利用进行了大量研究¨J，但对其密封部件关提升㈨。注较少。而环冷机密封性能的好坏直接关系到烧但是，新型液密封环冷机在运行过程中，特别结矿冷却效率及余热利用率一。传统密封性能是风机启停时会出现液面强烈波动甚至激起水差，漏风严重，导致环冷机冷却能力下降，风机能花，水花被高速气流带入台车，严重影响烧结矿的耗高，环冷机故障率增加。最新型的液密封质量。另外，若液面的上下波动过于剧烈，出现液环冷机采用液体作为其动密封环节的介质，能实面低于侧面挡板底部时，风会从底部向外泄漏，同①基金项

7、目：国家重大产业技术开发专项资助项目(发改高技[2009]1717)②作者简介：张家元，男，1968年出生，毕业于中南大学动力工程与工程热物理专业，博士，教授，从事热能工程教学与研究工作一l一张家元等：环冷机液密封数值仿真研究2014年6月第3期交界面单元。对于本文，由于只有气液两相，故qO．5=1或2。O．41．3边界条件根据环冷机液密封的工作原理来看，模型边0．3界有以下几个部分：气体人口、与大气连通的外环艄f槽口、壁面、气体出口。对于气体入口，采用速度墓流量入口边界条件；对于与大气连通的外环槽口，0．1采用压力入口边界条件；认为壁面处的流体速度O．O02

8、04o．6o．8lO2345为0，即无