資源描述：
《高爐風(fēng)口多股流噴吹粉煤與空氣流動(dòng)數(shù)值模擬》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、維普資訊http://www.cqvip.com第30卷第5期中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)Vo1．30No．52001年9月JournalofChinaUniversityofMining＆TechnologySep2001文章編號：i000i964(2001)05045305高爐風(fēng)口多股流噴吹粉煤與空氣流動(dòng)數(shù)值模擬張壘．鄂加強(qiáng)．謝鎧，趙黎明，尹堅(jiān)。(1．中南大學(xué)應(yīng)用物理及能工程系，湖南長沙4l00832湘潭鋼鐵集團(tuán)有限公司．湖南湘潭421000)摘要：為了揭示多股流噴煤槍噴吹粉煤空氣兩相湍流流動(dòng)過程流場分布情況．根據(jù)質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、混合組分平衡
2、的基本規(guī)律建立了高爐粉煤噴吹三維氣粒兩相湍流流動(dòng)過程數(shù)學(xué)模型．采用Kg方程描述風(fēng)口內(nèi)氣粒兩相的湍流流動(dòng)，井基于SIMPLE思想，通過對Euler坐標(biāo)下節(jié)點(diǎn)離散化方程的耦夸關(guān)系分析求解，對噴搶改型前后高爐風(fēng)口內(nèi)氣粒兩相湍流流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算．結(jié)果表明：多股流噴煤搶能使粉煤顆粒流在風(fēng)口內(nèi)混合得更好．關(guān)鍵詞：多股流；噴吹粉煤；高爐風(fēng)；湍流流動(dòng)；數(shù)值模擬中圖分類號：TF538．6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A從80年代初工業(yè)上開始大量噴吹粉煤以來，}(．)一Il+S，(1)o,3Jf，^·。高爐噴吹粉煤技術(shù)迅速發(fā)展．在高爐粉煤噴吹數(shù)值模擬方面．大多數(shù)是一維和二維
3、模擬。，文獻(xiàn)[33式中：(一1，2，3)為氣體或顆粒在'c一1，2，對高爐直吹管內(nèi)的氣一粒兩相流動(dòng)進(jìn)行了三維模3)3個(gè)方向流速；P為對應(yīng)的密度；為擴(kuò)散系數(shù)；擬．文獻(xiàn)[4]對高爐風(fēng)口內(nèi)傳統(tǒng)噴煤槍噴吹粉煤顆島為對應(yīng)的源項(xiàng)(表1)．粒的軌道進(jìn)行了三維模擬，而對于高爐風(fēng)口內(nèi)采用表l中：(、?C，C為與Ke方程有關(guān)的常數(shù)；多股流噴煤槍噴吹煤粉所引起的復(fù)雜氣一粒兩相湍c—c為g方程中的常數(shù)；為湍流動(dòng)能的有效流流動(dòng)則很少有人研究．Prandtl數(shù)；為湍流動(dòng)能耗散率的有效Prandtl數(shù)；為混合分?jǐn)?shù)的有效Prandtl數(shù)；為混合分?jǐn)?shù)脈1煤粉噴吹氣粒兩相湍
4、流流動(dòng)數(shù)學(xué)模型動(dòng)均值的有效Prandtl數(shù)；為粒相的有效Prandtl對于氣一粒系統(tǒng)的研究，前人作了大量工作文數(shù)．獻(xiàn)[j，6在原理分析、文獻(xiàn)[7]在高速流動(dòng)實(shí)驗(yàn)中．守恒方程的通用形式展開后，共有12個(gè)偏微分別驗(yàn)證了氣粒兩相流當(dāng)作混合物來考慮的懸浮分方程，含有l(wèi)2個(gè)滿足守恒原理的場變函數(shù)：氣相態(tài)的質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒以及混合組份密度P，氣相在．(一1，2．3)方向的分速度，．平衡的正確性．采用擬流體模型]，把氣相的空氣、．粒相密度，粒相在‘(=l，2，3)方向的分速粒相的粉煤顆粒都視為連續(xù)介質(zhì)，并考慮空氣一粉度，，湍流動(dòng)能，湍流動(dòng)能
5、耗散率￡，混合煤氣粒兩相體系的質(zhì)量守恒定律、動(dòng)量守恒定律以分?jǐn)?shù)廠，混合分?jǐn)?shù)脈動(dòng)均值g，以及另外3個(gè)場變函及空氣一粉煤氣粒兩相組分平衡，從而在Euler坐數(shù)——?dú)庀鄩毫?，氣相有效?dòng)力粘性系數(shù)，粉標(biāo)系中導(dǎo)出高爐煤粉噴吹氣粒兩相湍流流動(dòng)特性煤顆粒相有效動(dòng)力粘性系數(shù)．因此．高爐粉煤噴的基本守恒方程，建立高爐煤粉噴吹氣一粒兩相湍吹氣一粒兩相湍流流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型是由15個(gè)方程流流動(dòng)特性的數(shù)學(xué)模型用一個(gè)通用的基本參數(shù)構(gòu)成的聯(lián)立方程組以及相應(yīng)的邊界條件所組成．進(jìn)行概括，則守恒方程組的通用微分方程為收稿日期2001—03—02作者簡介!張全(1962)．男
6、．湖南省株州市人．中南太學(xué)副教授．博士研究生，從事計(jì)算流體力學(xué)、能源系統(tǒng)工程與城市環(huán)保方面的研究維普資訊http://www.cqvip.com中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)第30卷數(shù)學(xué)模型中的有關(guān)常數(shù)如表2所示．附近變量梯度較大處適當(dāng)加密了網(wǎng)格．通過對數(shù)學(xué)采用有限差分法對高爐耪煤噴吹氣粒兩相湍模型耦臺關(guān)系的分析，采用SIMPIE思想對動(dòng)量流流動(dòng)數(shù)學(xué)模型的守恒方程組進(jìn)行離散化．建立如方程進(jìn)行離散化．對壓力方程采用全域求解，其它圖1所示的一套高爐風(fēng)口的網(wǎng)格系統(tǒng)，將風(fēng)口劃分守恒方程采用控制容積逐面疊加法求解．邊界條件為40×40×30(軸向)的網(wǎng)格該網(wǎng)格系
7、統(tǒng)采用了主要依據(jù)湘潭鋼鐵有限公司高爐風(fēng)口的實(shí)際參數(shù)不均勻、交錯(cuò)的網(wǎng)格劃分：沿徑向，在壁面以及軸線選?。?守恒方程中的變量、輸運(yùn)系數(shù)和源項(xiàng)Table1Variables，transportcoefficientsandSOLII~CeSinfhconservationequation【十其中為氣相分子牯性系數(shù)．=(P；為按st。阻力計(jì)算的粉煤顆粒均運(yùn)動(dòng)馳豫時(shí)問表2模型常數(shù)Iable2Constantsofthemodel況，將直吹營簡化為圓形直管，內(nèi)徑為160FfL[D．，粉煤顆粒流的回流點(diǎn)到風(fēng)口端部的距離為450Film．改型前后噴煤槍
8、的內(nèi)徑保持不變．均為15mm；改◆型后噴煤槍的多股流噴流內(nèi)徑為8IllIn；改型前后噴煤槍噴吹角度均為10．5。，噴吹位置為410nl[n圖1高爐風(fēng)_j網(wǎng)格系統(tǒng)風(fēng)口為圓臺壁，最小、最大內(nèi)徑分別
