燒結(jié)余熱回收豎罐內(nèi)氣體流動數(shù)值計算.pdf

1、燒結(jié)余熱罐式回收是借鑒CDQ提出的一種燒結(jié)礦顯熱高效回收利用的工藝流程。就基本原理而言，余熱回收罐體是一種散料床式氣固逆流熱交換裝置，散料層與冷卻介質(zhì)之間的熱交換均在燒結(jié)礦空隙中進(jìn)行，氣體流動是影響氣固熱交換的主要因素。一般而言，罐體內(nèi)氣體流量較大的地方，往往是氣固熱交換比較充分的地方。因此，研究罐體內(nèi)氣流分布規(guī)律及其阻力特性，對強(qiáng)化罐體料層氣固熱交換、提高燒結(jié)余熱回收利用率具有十分重要的意義?；诖耍疚臄M對罐體料層內(nèi)的氣體流動展開研

2、究。
　　余熱回收罐體內(nèi)的散料層屬于非結(jié)構(gòu)化填充結(jié)構(gòu)，且床層幾何因子變化幅度較大，空隙率分布的研究至關(guān)重要。因此，本文采用斷層圖像分析方法研究了床層空隙率沿著床層徑向上的分布規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，通過Fluent軟件，采用多孔介質(zhì)模型，利用UDF自定義料層空隙率徑向分布函數(shù)，研究了罐體床層內(nèi)氣流分布規(guī)律及其影響規(guī)律，同時研究了料層阻力特性。
　　(1)罐體料層內(nèi)，空隙率徑向分布基本規(guī)律為:ε=0.27534+0.38755/1+

3、10-41617·(-0.04281-r/R)式中r為距壁面的距離，R為床層半徑?？障堵试趶墓摅w軸心至壁面大部分區(qū)域里變化較小，在壁面附近某一位置起開始急劇增加，到壁面處達(dá)到峰值。
　　(2)罐體內(nèi)氣體流動的基本規(guī)律:冷卻空氣進(jìn)風(fēng)口區(qū)域，氣體流速中間低，兩邊高;冷卻段區(qū)域，氣體流速沿徑向由中心至內(nèi)壁先緩慢增加，后在內(nèi)壁附近徒然增大;隨著料層高度的增加，越接近出風(fēng)口，徑向速度偏析越嚴(yán)重。氣體徑向所受料層阻力由中心至內(nèi)壁先緩慢變小，距

4、內(nèi)壁附近開始快速下降，表觀流速為3～5m/s時徑向壓差平均值大約為0.1～0.14kPa。影響氣體流動的主要因素為空隙率分布與預(yù)存段寬度，空隙率徑向偏析越嚴(yán)重，預(yù)存段越寬，氣流分布越不均勻。
　　(3)罐體內(nèi)氣體所受料層阻力沿罐體高度方向逐漸變小，單位料層高的阻力特性公式:△P/L=372.36μ(1-ε)2/ε3(Φsdp)2 u0+0.95ρf(1-ε)/ε3(Φsdp)u20表觀流速3～5m/s范圍內(nèi)，單位料層高的阻力大約介