作者：姚元媛; 潘景新; 刘帅; 姚逢宇; 王福明锻造加热炉蓄热式燃烧系统数值模拟流场
摘要：利用CFD软件模拟了一个大型加热炉的新型设计方案并对其合理性、可行性进行了分析。该方案将12个直焰蓄热式燃烧器布置在炉顶两侧、燃烧器出口向下安装;并相应设计45°炉衬转角使炉气作90°转向时有导流作用。采用标准k-ε模型、离散坐标模型（DO模型）,系统地研究了该方案升温、保温初期、保温末期,相应燃烧器不同能量供应方式对有效加热区内速度场、温度场的影响。通过模拟发现：火焰出口高速射流区域是温度最高区域,设计中需要留有充分空间使其在有效加热区外,在此区域外的炉膛上部区域,速度场稳定且流速低,仅受高温辐射传热影响,低温烟气回流影响较小,温度相对均匀;模拟中发现因直焰燃烧器的高速燃气动能充沛,气流直冲而下,顺着特制的45°炉衬斜面90°转向后继续顺着炉底行进,约70%的炉气可以穿过垫铁和工件使之均匀加热,并达到对侧炉墙,在炉内形成均匀流场。模拟显示,在30 s的一个供热周期内,燃烧器由全能量供应30 s变为全能量供应10 s、或全能量供应5 s,铸锭表面温度差由90℃减小到15℃以内,完全满足工艺要求。
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