玻璃硅碳棒窯爐數值模型建立
2024-11-25 12:20:28 點擊：
研究采用GFM建立了由燃燒空間模型和玻璃熔池模型組成的藕合玻璃硅碳棒窯爐模型。燃燒空間中燃料和高溫煙氣的湍流過程采用Standard k一二模型進行求解，標準k-二模型中湍動能k和湍動耗散率二的運輸方程如式(d一(3)所示。燃料燃燒過程采用有限速率化學反應模型計算燃料燃燒化學反應，同時采用Arrhenius方程和渦耗散模型計算燃料反應速率，最終反應速率取兩者中較小值。硅碳棒窯爐內輻射模型使用離散坐標輻射模型對火焰空間內輻射傳熱過程進行模擬進行求解，通過求解每個矢量方向的輻射傳輸方程計算輻射強度，對具有吸收、發射及散射性質的介質，在位置:處沿方向s的RTE輻射傳輸方程如式(4)所示。
熔窯模型以有限體積法離散變量，采用對稱藕合高斯矩陣算法對模型連續方程、動量方程和能量守恒方程進行迭代求解，并求解相關湍流模型、輻射模型、化學反應模型。計算完成后處理得到硅碳棒窯爐內燃料燃燒溫度場、煙氣流場、玻璃液面溫度場等相關物理場。
火焰空間與玻璃硅碳棒窯爐模型藕合數值方法具體計算過程如下:首先定義火焰空間模型底面與玻璃液面為藕合面，設定藕合面的初始溫度邊界條件，根據藕合面初始溫度邊界條件計算火焰空間模型向玻璃硅碳棒窯爐模型傳熱的熱量分布，計算公式如式(5)所示;其次將火焰空間模型計算得到藕合面熱量分布作為玻璃硅碳棒窯爐模型邊界條件計算玻璃液面溫度及玻璃液向火焰空間傳熱，將結果反饋給火焰空間模型;最后火焰空間模型根據玻璃液面溫度重新計算藕合面傳熱的熱量分布，并將計算得到藕合面熱量分布傳輸給玻璃硅碳棒窯爐模型。如此反復迭代計算直至藕合面熱流分布結果達到收斂，完成火焰空間模型與玻璃液硅碳棒窯爐模型藕合。http://www.yagpc.com
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