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顶侧复吹熔融炉中侧吹对熔池流动的影响
太原理工大学学报
网络首发时间:2024-06-20 18:06:03
53
作者
樊泽坤
杨智锋
牛艳霞
董子枫
齐庆
申峻
单位
太原理工大学化学工程与技术学院
山西智博环化工程工程有限公司
摘要
针对煤矸石等固体废弃物的综合利用,基于HIsmelt工艺开发了一种处理煤矸石等固废的新型反应器,利用Fluent软件对内部发生的多相流反应进行了数值模拟研究,并与顶吹和侧吹的流场进行了对比,计算了熔融液获得的搅拌能,同时研究了侧吹角度和侧吹速度对顶侧复吹熔融炉的影响,确定出了最佳的操作参数。结果表明:顶吹复吹模式下,顶吹和侧吹会相互作用消耗大量能量,使熔融液内部速度自上而下逐渐降低,形成明显的分层;最佳侧吹角度为55°,此时熔融液内高速区、熔融液表面氮气气含率和搅拌能最大;侧吹速度越大,熔池搅拌效果最好,侧吹速度为50 m·s-1时,具有良好的操作稳定性,此时有效能效率为1.25%,为最佳喷吹速度。
关键词
顶侧复吹
数值模拟
能量消耗
超音速射流
文章目录
1 模型描述
1.1 基本假设
1.2 控制方程
1.2.1 VOF模型
1.2.2 湍流模型
1.2.3 完全气体状态方程
1.3 计算域和边界条件
2 能量损耗分析
3 结果与讨论
3.1 顶吹氧射流可压缩模型验证
3.2 不同喷吹模式对熔池内流场的影响
3.3 不同喷吹模式熔融液搅拌能及有效能效率
3.4 顶侧复吹条件下侧吹角度对熔池的影响
3.5 顶侧复吹条件下侧吹速度对熔池的影响
4. 结论
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