顶侧复吹熔融炉中侧吹对熔池流动的影响_中国煤炭行业知识服务平台

顶侧复吹熔融炉中侧吹对熔池流动的影响

太原理工大学学报
网络首发时间：2024-06-20 18:06:03

作者

樊泽坤杨智锋牛艳霞董子枫齐庆申峻
单位

太原理工大学化学工程与技术学院山西智博环化工程工程有限公司
摘要

针对煤矸石等固体废弃物的综合利用，基于HIsmelt工艺开发了一种处理煤矸石等固废的新型反应器，利用Fluent软件对内部发生的多相流反应进行了数值模拟研究，并与顶吹和侧吹的流场进行了对比，计算了熔融液获得的搅拌能，同时研究了侧吹角度和侧吹速度对顶侧复吹熔融炉的影响，确定出了最佳的操作参数。结果表明：顶吹复吹模式下，顶吹和侧吹会相互作用消耗大量能量，使熔融液内部速度自上而下逐渐降低，形成明显的分层；最佳侧吹角度为55°，此时熔融液内高速区、熔融液表面氮气气含率和搅拌能最大；侧吹速度越大，熔池搅拌效果最好，侧吹速度为50 m·s-1时，具有良好的操作稳定性，此时有效能效率为1.25%，为最佳喷吹速度。
关键词

顶侧复吹数值模拟能量消耗超音速射流
文章目录

1 模型描述
1.1 基本假设
1.2 控制方程
1.2.1 VOF模型
1.2.2 湍流模型
1.2.3 完全气体状态方程
1.3 计算域和边界条件
2 能量损耗分析
3 结果与讨论
3.1 顶吹氧射流可压缩模型验证
3.2 不同喷吹模式对熔池内流场的影响
3.3 不同喷吹模式熔融液搅拌能及有效能效率
3.4 顶侧复吹条件下侧吹角度对熔池的影响
3.5 顶侧复吹条件下侧吹速度对熔池的影响
4. 结论