側(cè)噴退火爐流場與溫度場數(shù)值模擬研究.pdf

1、鋁板帶生產(chǎn)過程中，退火是一道關(guān)鍵工序，退火爐用于鋁材的中間及成品退火。隨著鋁加工技術(shù)的發(fā)展，鋁材產(chǎn)品的規(guī)格和產(chǎn)量都在不斷地增加，在保證退火產(chǎn)品力學(xué)性能和組織結(jié)構(gòu)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的條件下，如何提高退火爐的性能指標(biāo)，降低能耗引起了廣泛的重視。 側(cè)噴加熱鋁材退火爐的設(shè)計與研究對于提高鋁材的退火速度、降低能耗有重要意義。爐膛內(nèi)氣體流動與換熱狀況以及爐溫均勻性是影響鋁材退火質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素。 為了設(shè)計出性能優(yōu)越的側(cè)噴加熱鋁

2、材退火爐，就必須清楚退火時爐膛內(nèi)空氣流動和溫度分布規(guī)律，然后采取相應(yīng)措施，以充分保證爐溫的均勻性及各部位物料換熱的均勻性，從而提高鋁材的退火質(zhì)量。 本文利用CFD軟件FLUENT對側(cè)噴加熱鋁材退火爐內(nèi)流場和溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，主要工作包括： （1）采用熱傳導(dǎo)模擬實驗研究鋁卷層與層之間接觸熱阻對鋁材退火的影響，實驗結(jié)果表明，相對于徑向傳熱方式，軸向傳熱方式退火速度快、鋁卷芯部與外部表面之間的溫差小。根據(jù)實驗結(jié)果分析，

3、改變現(xiàn)有徑向加熱鋁材退火爐內(nèi)循環(huán)空氣的流動方向，采用軸向?qū)α鲹Q熱的方式，設(shè)計出側(cè)噴加熱鋁材退火爐。 （2）建立了側(cè)噴加熱鋁材退火爐三維仿真模型，采用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε湍流模型和SIMPLE算法建立了爐內(nèi)氣體流動與換熱的數(shù)學(xué)模型。 （3）利用CFD軟件FLUENT，對側(cè)噴加熱鋁材退火爐內(nèi)氣體流動和傳熱問題進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，得到了爐內(nèi)流場與溫度場分布特征。 模擬結(jié)果表明： 側(cè)噴加熱鋁材退火爐內(nèi)氣體流動順暢，爐溫升速