玄武岩纤维池窑熔制过程的数值模拟

论文摘要

基于计算流体力学,分别建立了玄武岩池窑中的火焰燃烧、原料熔化以及熔液流动三大空间的数学模型。依据各空间交界面之间的热量传递和温度机制,采用Fluent软件对三大空间进行了热耦合模拟。在模型经实验验证的基础上,分析了三大空间的温度场、速度场的分布特性。研究结果表明:所构建的数值模拟方法可用于指导玄武岩池窑设计和参数优化;顶烧枪的布置方式可保证火焰空间的整体温度分布较为均匀,并能够维持熔液表面附近的气流温度在较高水平;沿着熔液流动空间的自由表面直至池窑底部,熔液的温度首先逐渐升高并在电极高度附近达到最大值,之后开始下降;采用电助熔技术可有效提升池窑深度方向上的温度均匀性,从而大大提升生产规模,降低成本。

论文目录

• 1 数学模型
•   1.1 火焰燃烧空间模型
•     1.1.1 湍流模型
•     1.1.2 燃烧反应模型
•     1.1.3 辐射传热模型
•   1.2 熔液流动空间模型
•     1.2.1 基本假设
•     1.2.2 电加热模型
•   1.3 原料熔化空间模型
•     1.3.1 基本假设
•     1.3.2 熔化模型
•   1.4 空间模型的耦合
• 2 模拟对象描述
•   2.1 边界条件
•   2.2 物性参数
• 3 模拟结果分析
•   3.1 实验验证
•   3.2 火焰燃烧空间
•   3.3 熔液流动空间
•   3.4 原料熔化空间
•   3.5 电助熔对温度场的影响
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 朱立平,于守富,吕士武,吴嘉培,唐秀凤,孙雪坤

关键词: 玄武岩纤维,池窑,熔制系统,数值模拟

来源: 化工进展 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 有机化工

单位: 中材科技股份有限公司特种纤维复合材料国家重点实验室

基金: 国家重点研发计划(2017YFB0310904),特种纤维复合材料国家重点实验室应用基础性研究项目(YJ2015SYS04)

分类号: TQ343.4

DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-0675

页码: 940-948

总页数: 9

文件大小: 5537K

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