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       硅碳棒燒結(jié)爐整體尺寸較大，除了主要的部件外，內(nèi)部還有一些對爐內(nèi)溫度場分布影響不大的零部件。為減輕模擬過程中構(gòu)建網(wǎng)格模型的壓力，縮短模擬時間，建立三維實體模型時，做了以下幾點簡化:

       1)所有部件的尺寸取整數(shù)(單位:mm ;

       2)除了保留進、出氣孔外忽略內(nèi)部各種孔洞;

       3)忽略爐內(nèi)保溫筒、均溫箱與裝料板之間的一切支撐結(jié)構(gòu);

       簡化后的幾何模型如圖3所示。由于壓力燒結(jié)爐在幾何結(jié)構(gòu)及加熱過程上都是左右對稱，本研究采用1/2爐子模型進行計算。

       燒結(jié)過程既有物理變化，也有化學(xué)變化壓力硅碳棒燒結(jié)爐內(nèi)部的熱工過程比較復(fù)雜，不同工況下的傳熱和流動方式又各不相同，本研究在輻射傳熱方面選擇應(yīng)用最為廣泛的離散坐標輻射模型(DO)，在流動方程方面采用k-s湍流模型。固壁邊界條件上默認為無滑移，壁面熱邊界條件上設(shè)置對流換熱系數(shù)。假設(shè)爐內(nèi)只進行物理傳熱而不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，真空加熱階段只考慮熱輻射與石墨物料板間的熱傳導(dǎo)，不考慮氣壓對溫度場的影響。所有材料都是均勻的且各向同性。忽略溫度變化對各材質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)造成的影響，硅碳棒燒結(jié)爐各材質(zhì)的物性參數(shù)見表。

       采用ANSYS軟件包中的WB Meshing對幾何模型進行四面體非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，對內(nèi)部需要重點研究的溫度場區(qū)域進行局部加密。圖4是劃分出的網(wǎng)格模型側(cè)面剖視圖。對比分別采500,400,300,200 mm為最大尺寸網(wǎng)格時爐內(nèi)的體平均溫度，考慮到計算成本，采用300 mm為最大單元網(wǎng)格尺寸對求解域進行離散。

       為了驗證模擬結(jié)果的準確性，通過陶瓷測溫環(huán)(測量精度士2 ℃)從現(xiàn)場獲取了設(shè)備空載時在高溫段(1450℃)的溫度分布情況。在均溫箱內(nèi)部布置了29個陶瓷測溫環(huán)，布置方式見圖5，測得溫度數(shù)據(jù)見表2。將高溫段現(xiàn)場實驗所測得的溫度數(shù)據(jù)與計算模擬得到的數(shù)據(jù)進行比較，由表2可以看出，空載狀態(tài)下的實驗值與計算值能較好吻合，最大偏差不超過5 ℃，因此，所建模型可用于下一步的分析研究。http://zsrider.com/