填充球蓄热室内传热与流动过程数值模拟及结构优化.pdf

第 46卷第 6期 中南大学学报(自然科学版)  Vol.46  No.6  2015 年 6 月  Journal of Central South University (Science and Technology)  June 2015  DOI: 10.11817/j.issn.1672­7207.2015.06.002  填充球蓄热室内传热与流动过程数值模拟及结构优化 1  2  3  1,4  1,4  刘颖  ，刘义平  ，陶曙明  ，温治  ，刘训良  (1.  北京科技大学 机械工程学院，北京，100083；  2.  宝钢工业炉工程技术有限公司，上海，201900；  3.  宝钢钢管条钢事业部设备能环部，上海，201900；  4.  北京科技大学 冶金工业节能减排北京市重点实验室，北京，100083)  摘要：为了解决填充球蓄热室在使用过程中局部温度过高的问题，以某钢厂蓄热烧嘴为研究对象，在多孔介质假 设的基础上，基于局部非热力学平衡的气、固能量方程和修正后的动量方程建立蓄热室内传热与流动过程三维非 稳态数学模型。利用流体力学计算软件 Fluent 并结合其二次开发平台对模型进行求解，通过测试数据验证模型的 正确性。模型计算结果表明：在稳态工作过程中蓄热室水平截面上存在一定的速度差和温差，将蓄热室烟气入口 对面侧墙的倾斜度改为 60°，并且增加长度为 300 mm 的缓冲段，同时将空气入口形状改为漏斗型有利于提高蓄 热室内水平截面上温度分布的均匀性。 关键词：蓄热室；传热；气体流动；数值模拟；结构优化 中图分类号：TF066  文献标志码：A  文章编号：1672−7207(2015)06−1981−08  Structural optimization and numerical simulation of heat transfer and  gas flow of ball­packed bed regenerative chamber  1  2  3  1, 4  1, 4  LIU Ying , LIU Yiping ,TAO Shuming ,WEN Zhi  ,LIU Xunliang  (1. School of Mechanical Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China;  2. BaoSteel Industrial Furnace Engineering  Technology Co., Ltd, Shanghai 201900, China;  3. Equipment, Energy  Environmental Protection Department of Bar Steel Division of Baosteel, Shanghai 201900, China;  4. Beijing Key Laboratory of Energy Saving and Emission Reduction for Metallurgical Industry,