組分輸運硅碳棒電爐模型及物性參數(shù)
2023-12-30 15:36:30 點擊：
硅碳棒電爐煙氣的溫度很高，其爐口的煙氣溫度一般為1 200-1 400℃，本文的主要控制對象為硅碳棒電爐煉鋼加料、出鋼過程產(chǎn)生的煙氣，這些煙氣會散發(fā)到硅碳棒電爐煉鋼廠房中并卷吸大量空氣，此時煙氣的溫度會急劇降低到幾百。煉鋼廠房常用排風(fēng)罩及評價指標在工業(yè)廠房局部排風(fēng)系統(tǒng)中，排風(fēng)罩是其末端裝置，通過排風(fēng)罩口的氣流運動，可以在污染物散發(fā)地點直接捕集污染物或控制其擴散到周圍環(huán)境中。鋼鐵企業(yè)工藝過程中產(chǎn)生大量的高溫煙氣，受到具體工藝條件的限制，外部吸氣罩、側(cè)吸罩的使用最為常見。排風(fēng)罩的性能可以采用捕集效率進行評價，捕集效率定義為排風(fēng)罩直接捕集的污染物量與污染源產(chǎn)生的污染物總量的比值。數(shù)值模擬計算方法由于高溫浮射流在實驗室中難以實現(xiàn)，采用計算流體動力學(xué)(CFD)方法對高溫浮射流與排風(fēng)罩禍合作用下的溫度場、速度場及濃度場進行數(shù)值模擬分析，從而得到原排風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化方案。式中p為密度，kgms必為通用變量，可以代表等求解變量;t為時間為散度;T為廣義擴散系數(shù);grad為梯度;S為廣義源相。
對于湍流數(shù)值模擬，目前使用較多的方法可分為直接模擬方法和非直接模擬方法，非直接模擬方法設(shè)法對湍流做一定程度的近似和簡化處理，由此對湍流進行迭代計算。硅碳棒電爐模型引人了新的渦豁方程，同時。方程也發(fā)生了變化，這使得它在模擬射流的流動方面具有優(yōu)勢;有學(xué)者使用不同的湍流硅碳棒電爐模型對室內(nèi)浮射流的運動情況進行模擬，并與實驗結(jié)果進行對比，結(jié)果表明。應(yīng)用于浮射流的模擬更為合適，因此本文中采用硅碳棒電爐模型。
為了研究局部排風(fēng)系統(tǒng)對污染物的捕集情況，將煙氣中毒性最大的CO作為污染物示蹤氣體。組分傳輸硅碳棒電爐模型能夠?qū)崿F(xiàn)對多組分氣態(tài)物質(zhì)擴散規(guī)律的研究，往往被應(yīng)用于模擬有害氣態(tài)污染物的擴散規(guī)律研究。
本次模擬使用了組分輸運硅碳棒電爐模型，該硅碳棒電爐模型由CO和空氣2種組分構(gòu)成，將污染源處的CO質(zhì)量分數(shù)設(shè)置為30%。此外，由于模擬工況為高溫條件下溫差較大的流場，流體密度及比熱容等熱物性參數(shù)會隨溫度變化而變化，本文采用分段線性插值方法對空氣物性進行設(shè)置。http://zsrider.com/
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