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立式冷却机流场均匀性仿真研究

2018/1/22    来源:互联网    作者:温荣耀  刘克俭  张震      
关键字:烧结  立式冷却机  CAE模拟  
本文利用离散元软件EDEM,模拟立式冷却机布料过程罐体内的孔隙率分布,并将得到的孔隙率分布传递给计算流体力学软件FLUENT;同时采用UDF编程,以多孔介质模型模拟固相烧结矿,分析不同给风方案对罐内流场均勻性的影响。

3.2 数学模型

    对立式冷却机进行物理上的简化之后,需要从数学的角度建立控制方程组,并将其离散化、线性化以进行迭代求解。

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3.3 边界条件

    1)多孔介质区域

    根据EDEM布料模拟得到的孔隙率分布,进行UDF编程孔隙率,对不同孔隙率的多孔介质区域惯性阻力系数和粘性阻力系数计算如下所示:

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    2)进出口设置

    冷却风量为250000m³/h,成分为空气,温度为25°C,换算为69.5m³/s。中心六个进风口为1.1m*1.1m,边圈的进风面的内环为4.128m,外环为4.295m。

    仿真三种工况:第一,冷却风全部由中心风帽进入;第二,冷却风量的80%进入冷却风帽,20%冷却风量进入边圈进风面;第三、冷却风量的70%进入冷却风帽,30%冷却风量进入边圈进风面。

    设置顶部出口,侧部出口和底部六个出口的出口压力为0Pa。

4 模拟结果与分析

    中心风与边环风的比例为10:0、8:2和7:3时的塔内流场如图6、7、8所示。由图可知,中心风进风方案,塔壁处风流不均匀。中心风和边环风配风比例7:3的方案,中间处风流不均匀。中心风和边环风配风比例8:2的方案,塔内风流较为均匀。推荐给风方案为中心风与边环风b比例为8:2。

    中心风与边环风的比例为10:0、8:2和7:3时的压力场如图9、10、11所示。由图可知,由于中间区域的孔隙率较小,压力较大,随着中心风的比例提高,系统压降依次为14500Pa,11500Pa和9800Pa。

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5 结论

    (1)烧结竖式冷却机由于塔体直径大,塔内存在偏析,塔壁处大颗粒偏多,塔中心位置小颗粒偏多。

    (2)采用E1DEM模拟烧结矿布料,得到塔内孔隙率分布,再传递给FLUENT,通过UDF编程孔隙率分布,以多孔介质模型模拟烧结矿,得到更准确的流场。

责任编辑:张纯子
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