辊道窑排烟结构设置对流热量和温度场的影响

论文摘要

辊道窑做为一种新型窑炉,在我国建陶行业已经得到广泛应用。辊道窑排烟结构对预热带热量的吸收和温度的均匀性都有重要影响,但在关于辊道窑的数值模拟中对此尚无研究。本课题旨在通过数值模拟研究方法,利用CFD软件Fluent计算模拟出不同排烟结构下,辊道窑低箱段的流场。通过对各个边界热流量以及温度场的分析,总结出不同排烟结构的影响。数值模拟工作主要包括:低箱段窑体简化和气体流态、物性参数等的设定;利用Gambit网格划分软件建立几何模型并采用cooper方式对模型进行网格划分;采用标准k-ε湍流模型计算流动与传热;速度-压力耦合选用SIMPLE算法;为保证计算结果的精确度,各控制方程的离散选取二阶迎风格式;最后,为控制方程组选择适当控制解参数并迭代求解。通过分析模拟计算结果,可得出以下结论:1、辊道窑排烟方式应选择分散排烟;2、窑头最好采用条形排烟口;3、本次模拟的原型应对窑顶进行改造以减少散热损失。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 引言
• 1.1 辊道窑的发展及其在陶瓷行业的作用
• 1.2 陶瓷窑炉研究方法
• 1.3 陶瓷窑炉数值模拟概况
• 1.4 论文简介
• 2 数值模拟及 Fluent简介
• 2.1 模型及控制方程
• 2.1.1 流体流动的基本控制方程
• 2.1.2 湍流模型及其控制方程
• 2.1.3 壁面函数法
• 2.1.4 控制方程的单值性条件
• 2.2 控制方程的求解
• 2.2.1 计算区域的离散化
• 2.2.2 控制方程的离散化
• 2.2.3 计算方法
• 2.2.4 收敛判定标准
• 2.3 Fluent简介
• 3 辊道窑预热带介绍
• 3.1 辊道窑简介
• 3.2 辊道窑预热带窑体结构
• 3.2.1 窑墙
• 3.2.2 窑顶
• 3.2.3 窑底
• 3.3 辊道窑预热带排烟结构及流场特点
• 4 辊道窑不同排烟结构的数值模拟
• 4.1 模拟对象简介
• 4.2 模型的简化假设
• 4.3 建立几何模型
• 4.4 模型及求解的相关设置
• 4.4.1 湍流模型
• 4.4.2 解算器
• 4.4.3 离散格式及算法
• 4.5 物性参数
• 4.5.1 窑体
• 4.5.2 砖坯
• 4.5.3 烟气
• 4.6 边界条件
• 4.6.1 边界类型
• 4.6.2 边界值
• 5 计算结果分析
• 5.1 热流量结果分析
• 5.1.1 不同排烟口数目结果分析
• 5.1.2 不同排烟口分散程度结果分析
• 5.1.3 窑墙与窑顶热流量分析
• 5.2 温度场结果分析
• 5.2.1 Z=0.14温度场分析
• 5.2.2 X=3及X=16温度场分析
• 5.2.3 排烟口温度场分析
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献