第３ ２ 磬第６ 期２ ０ １０ 年１１月工业炉Ｉｎ ｄ ｕ ｓｔｒ ｉａ ｌ Ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅＶ ０ １． ３２Ｎ ｏ ． ６Ｎ ｏ ｖ ． ２ ０ ｌＯ步进式加热炉内热工过程的数值模拟李克文（ 广西电网公司电力科学研究院， 广西南宁５３０ ０ ２３）籀要： 建立步进式加热炉内流动、 燃烧和传热的数学模型。 炉内流场的模拟采用磊－ ￡ 双方程模型． 辐射换热计算采用Ｐ —ｌ辐射模型， 气相燃烧采用Ｓ ｐ ｅｃｉｅｓＴ ｒａ ｎ ｓｐ ｏ Ｒ 模型， 流场计算采用Ｓ ｉｍ ｐ ｌｅｒ算法。 采用上述模型与箕法得到了炉内详细合理的温度、 速度和浓度分布， 并对其中影响板坯加热的温度场进行了实验验证。关键词： 步进式加热炉； Ｃ Ｆ Ｄ ； 教值模拟； 流场； 传热中图分类号： Ｔ Ｇ ３０ ７文献标识码： Ａ文章编号： １０ ０ １－ ６ ９ ８ ８ （ ２０ １０ ）０ ６ ． ０ ０ ０ １． ０ ４Ｎ ｕ ｍ ｅ ｒ ｉｃ ａ ｌ Ｓ ｉｍ ｕ ｌａ ｔｉｏ ｎ ｏ ｆＴ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓｓ ...
第３ ２ 磬第６ 期２ ０ １０ 年１１月工业炉Ｉｎ ｄ ｕ ｓｔｒ ｉａ ｌ Ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅＶ ０ １． ３２Ｎ ｏ ． ６Ｎ ｏ ｖ ． ２ ０ ｌＯ步进式加热炉内热工过程的数值模拟李克文（ 广西电网公司电力科学研究院， 广西南宁５３０ ０ ２３）籀要： 建立步进式加热炉内流动、 燃烧和传热的数学模型。 炉内流场的模拟采用磊－ ￡ 双方程模型． 辐射换热计算采用Ｐ ｌ辐射模型， 气相燃烧采用Ｓ ｐ ｅｃｉｅｓＴ ｒａ ｎ ｓｐ ｏ Ｒ 模型， 流场计算采用Ｓ ｉｍ ｐ ｌｅｒ算法。 采用上述模型与箕法得到了炉内详细合理的温度、 速度和浓度分布， 并对其中影响板坯加热的温度场进行了实验验证。关键词： 步进式加热炉； Ｃ Ｆ Ｄ ； 教值模拟； 流场； 传热中图分类号： Ｔ Ｇ ３０ ７文献标识码： Ａ文章编号： １０ ０ １－ ６ ９ ８ ８ （ ２０ １０ ）０ ６ ． ０ ０ ０ １． ０ ４Ｎ ｕ ｍ ｅ ｒ ｉｃ ａ ｌ Ｓ ｉｍ ｕ ｌａ ｔｉｏ ｎ ｏ ｆＴ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓｓ ｉｎＲ ｅ ｈ ｅ ａ ｔｉｎ ｇＦ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅＬ Ｉ Ｋ ｅ ｗ ｅ ｎ（ Ｅ ｌｅｃｔｒｉｃＰ ｏ ｗ ｅ ｒＲ ｅ ｓｅ ａ ｒ ｃ ｈＩｎ ｓｔ，Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｘ ｉＰ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｇ ｒ ｉｄｃ ｏ ≯． ， Ｎ ａ ｎ ｎ ｉｎ ｇ５３００２３， Ｃ ｈ ｉｎ ａ ）Ａ ｂ ｓｔｒ ａ ｃ ｔ： Ｂ ｙ ｅ ｍ ｐ ｌｏ ｙ ｉｎ ｇＣ Ｆ Ｄｃ ｏ ｍ ｍ ｅ ｒ ｃ ｉａ ｌ ｓｏ ｆ ｔｗ ａ ｒ ｅ Ｆ ｌｕ ｅ ｎ ｔ． ｔｈ ｒ ｅ ｅ ｄ ｉｍ ｅ ｎ ｓｉｏ ｎ ａ ｌ ｎ ｕ ｍ ｅ ｒ ｉｃ ａ ｌ ｓｉｍ ｕ ｌａ ｔｉｏ ｎ ｏ ｆｃ ｏ ｍ ｐ ｌｅ ｘｔｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓｓｅ ｓｗ ｉｔｈｆ ｌｏ ｗ ｉｎ ｇ ， ｒ ａ ｄ ｉａ ｔｉｏ ｎ ， ａ ｎ ｄｃ ｏ ｍ ｂ ｕ ｓｔｉｏ ｎｉｓｃａ ｒ ｒ ｉｅ ｄ ｏ ｕ ｔ． Ａｃ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓｉｖ ｅｍ ａ ｔｈ ｅ ｍ ａ ｔｉｃ ａ ｌｍ ｏ ｄ ｅ ｌｆ ｏ ｒｓｉｍ ｕ ｌａ ｔｉｎ ｇｔｈ ｅｒ ｅ ａ ｃ ｔｉｎ ｇａ ｎ ｄ ｈ ｅ ａ ｔｔｒ ａ ｎ ｓｆ ｅｒｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓｓｉｎａｒ ｅ ｈ ｅ ａ ｔｉｎ ｇｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅｉｓｄ ｅ ｖ ｅ ｌｏ ｐ ｅ ｄ ． Ｉｎｔｈ ｅ ｓｉｍ ｕ ｌａ ｔｉｏ ｎ ｏ ｆ ｔｈ ｅｒ ｅ ａ ｃ ｔｉｎ ｇａ ｎ ｄ ｈ ｅ ａ ｔ ｔｒ ａ ｎ ｓｆ ｅｒｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓｓ． ｔｈ ｅ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌｓ ｉｎ ｃ ｌｕ ｄ ｅ ｔｈ ｅ ｋ 一８ｔｗ ｏ ．ｅ ｑ ｕ ａ ｔｉｏ ｎｔｕ ｒ ｂ ｕ ｌｅ ｎ ｃ ｅ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｆ ｏ ｒ ｔｕ ｒ ｂ ｕ ｌｅ ｎ ｔ ｆ ｌｏ ｗ ． ｔｈ ｅ Ｐ ． １ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｆ ｏ ｒ ｒ ａ ｄ ｉａ ｔｉｏ ｎｈ ｅ ａ ｔｔｒ ａ ｎ ｓｆ ｅ ｒ ，ａ ｎ ｄｔｈ ｅＳ ｐ ｅ ｃ ｉｅ ｓＴ ｒａ ｎ ｓｐ ｏ ｒｔ ｇ ａ ｓｅ ｏ ｕ ｓ ｃｏｍ ｂｕｓｔｉｏｎ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｆ ｏ ｒ ｇ ａ ｓｅ ｏ ｕ ｓ ｒ ｅ ａ ｃ ｔｉｏ ｎ ． Ｔ ｈ ｅ ｇ ｏ ｖ ｅ ｒ ｎ ｉｎ ｇ ｅ ｑ ｕ ａ ｔｉｏ ｎ ｓａ ｒｅ ｓｏ ｌｖ ｅ ｄｂ ｙｔｈ ｅＳ ｉｍ ｐ ｌｅ ｒ ａ ｌｇ ｏ ｒ ｉｔｈ ｍ ． Ｕ ｓｉｎ ｇｔｈ ｅ ａ ｂ ｏ ｖ ｅｍ ｏ ｄ ｅ ｌｓ， ｖ ｅ ｒ ｙｄ ｅ ｔａ ｉｌｅ ｄ ｒｅｓｕ ｌｔｓｒ ｅ ｇ ａ ｒ ｄ ｉｎ ｇｔｈ ｅ ｄ ｉｓｔｒ ｉｂ ｕ ｔｉｏ ｎ ｏ ｆｖ ｅｌｏ ｃｉｔｙ ，ｔｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔｕ ｒ ｅ ， ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔｒ ａ ｔｉｏ ｎｏ ｆ ｔｈ ｅ ｄ ｉｆ ｆ ｅｒｅｎ ｔ ｓｅｃｔｉｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｏ ｂ ｔａ ｉｎ ｅ ｄ 。 Ａ ｎ ｄ ｔｈ ｅ ｓｉｍ ｕ ｌａ ｔｉｏ ｎ ｒｅｓｕ ｌｔｓ ｓｈ ｏ ｗａｇ ｏ ｏ ｄａ ｇ ｒ ｅ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔｗ ｉｔｈ ｔｈ ｅ ｏ ｎ ｓｉｔｅｔｅｓｔｉｎ ｇｄ ａ ｔａ ． ｗ ｈ ｉｃ ｈ ｔｅｓｔｉｆ ｉｅｓ ｔｈ ｅ ｍ ｅ ｔｈ ｏ ｄｏ ｆＣ Ｆ Ｄｎ ｕ ｍ ｅ ｒ ｉｃ ａ ｌ ｓｉｍ ｕ ｌａ ｔｉｏ ｎ ．Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ： ｒ ｅ ｈ ｅ ａ ｔｉｎ ｇｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃｅ； Ｃ Ｆ Ｄ ； ｎ ｕ ｍ ｅｒ ｉｃａ ｌｓｉｍ ｕ ｌａ ｔｉｏ ｎ ； ｆ ｌｏ ｗ ； ｈ ｅａ ｔｔｒ ａ ｎ ｓｆ ｅｒ我国是一个钢铁大国． 加热炉是钢铁生产过程中不可缺少的重要设备． 研究这一工业设备的节能是非常有意义的。 加热炉的工作空间较大． 合理的烧嘴结构和布置是实现燃料燃烧、 确保加热效果的关键。 而对这些问题的研究则离不开对加热炉炉膛内流动与传热过程的研究。加热炉是轧钢生产线上的主要耗能设备。 自１９ ６ ７ 年步迸梁式加热炉投入生产以来． 迄今已有近４ ０ 年历史。 步进式加热炉与推钢式加热炉相比较，具有推钢式加热炉无法比拟的优点【１１： 不拱钢、 不粘钢、 氧化烧损小、 脱碳少； 加热质量好， 钢温比较均匀： 加热时问短、 加热操作灵活， 易于与轧制节奏匹收稿日期： ２１）１０－ － ０７ － ０７作者简介： 李克文（ １９ ７ ９ 一）。 男， １： 学硕士， 工程师， 主要从事火电厂生产技术及机组调试工作．配： 能够比较精确地计算和控制坯料在炉内的加热速度和加热时间． 有利于实现整个加热过程自动化等。 因而步进式加热炉成为新建轧钢厂的首选炉型。本文采用数值模拟的方法． 以四段式步进式加热炉为例． 建立了炉内流动与传热的数学模型。 然后利用Ｃ Ｆ Ｄ 商业软件Ｆ ｌｕ ｅｎ ｔ求解． 得到了炉内详细合理的速度、 温度和浓度分布． 为步进式加热炉的优化设计江南体育、 优化操作与控制提供了详实的依据。１研究对象研究的对象为国内某热轧厂３ｔ四段式平顶步进式连续加热炉。 该步进式加热炉物理模型（ 前后对称）如图１所示。炉体有效尺寸为３４０ ０ ０ｎ ＇ｌｎ ｌ× １０７ ０ ０ｉｒｍ ａ （ 长×宽）。 加热钢坯为２１０ｎ ｌｎ ｌ× １ １４ ０ｍ ｍ ｘ ９ ５０ ０ｎ ｕ ｎ 的万方数据
