三維回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料流動(dòng)及換熱特性數(shù)值模擬.pdf

1、回轉(zhuǎn)窯是工程實(shí)踐中應(yīng)用的大型熱工設(shè)備，其因可以對(duì)不同尺寸的物料顆粒煅燒且其具有良好的混合性及物料傳輸?shù)撵`活性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)各部門?；剞D(zhuǎn)窯具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)際運(yùn)行熱效率低及生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好壞各異等問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可以運(yùn)用數(shù)值模擬的方法分析回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料顆粒運(yùn)動(dòng)特性及氣固兩相之間的換熱過(guò)程，為實(shí)際工程尺寸下回轉(zhuǎn)窯的優(yōu)化操作提供理論依據(jù)。因此，科學(xué)合理地利用仿真方法研究回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料流動(dòng)特性和氣固兩相之間換熱過(guò)程對(duì)工程實(shí)踐應(yīng)用具

2、有指導(dǎo)意義。
　　回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料顆粒運(yùn)動(dòng)特性規(guī)律對(duì)窯內(nèi)氣固兩相之間的換熱過(guò)程起著決定性作用。本文通過(guò)對(duì)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料顆粒不同運(yùn)動(dòng)模型及流動(dòng)特性機(jī)理分析，根據(jù)歐拉-歐拉兩相流模型和顆粒流體動(dòng)理學(xué)理論，建立回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣固兩相之間流動(dòng)特性的三維數(shù)學(xué)模型，利用Fluent軟件對(duì)該模型進(jìn)行求解，計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好的吻合?；剞D(zhuǎn)窯橫截面內(nèi)物料運(yùn)動(dòng)區(qū)域明顯分為活動(dòng)層和被動(dòng)層兩個(gè)區(qū)域，活動(dòng)層內(nèi)物料顆粒流速較大，而在被動(dòng)層內(nèi)較小;活動(dòng)層上表面速度與

3、自由表面存在夾角。通過(guò)改變影響窯內(nèi)物料運(yùn)動(dòng)特性的影響因素觀察物料運(yùn)動(dòng)特性，隨著窯轉(zhuǎn)速、物料填充度和物料顆粒大小的增加，窯內(nèi)物料顆粒速度增大，且活動(dòng)層的厚度增加;將該數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于某工程實(shí)踐中的水泥回轉(zhuǎn)窯，可以模擬出工程尺寸下回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料顆粒運(yùn)動(dòng)特性。仿真結(jié)果將為全面理解三維回轉(zhuǎn)窯模型提供一個(gè)有用基礎(chǔ)，并為回轉(zhuǎn)窯工程實(shí)際操作提供理論指導(dǎo)。
　　通過(guò)對(duì)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣固兩相流之間逆向流動(dòng)及復(fù)雜的傳熱規(guī)律分析，綜合考慮窯內(nèi)能量傳遞規(guī)律，在三維