針對現(xiàn)有噴槍冷卻效果不佳的問題,對噴槍結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),將噴槍的外管內(nèi)壁由光滑改為花紋結(jié)構(gòu),并對噴槍內(nèi)的流動(dòng)過程及噴槍周圍槍口磚溫度場進(jìn)行模擬研究。仿真模擬結(jié)果表明,改進(jìn)后的噴槍冷卻效果明顯優(yōu)于原始噴槍,特征區(qū)域的平均溫度降低了81 K,最高溫度降低了60 K。此外,通過提高噴槍進(jìn)口的氣體壓力和質(zhì)量流量,使原始噴槍的冷卻效果達(dá)到改進(jìn)后噴槍的冷卻效果,以計(jì)算改進(jìn)后噴槍的能耗指標(biāo)和物耗指標(biāo)。結(jié)果表明,在本文冷卻效果工況下（外管特征區(qū)域的平均溫度為897 K左右）,改進(jìn)后噴槍的能耗指標(biāo)降低了22.9%,物耗指標(biāo)降低了38.9%。 

【文章來源】：有色冶金節(jié)能. 2020,36(06)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

底吹噴槍剖面圖

圖1 底吹噴槍剖面圖噴槍在使用過程中,外管溫度最高,為了降低其使用溫度,一般采用高速噴吹的氣體或者汽水混合物進(jìn)行冷卻。為了增大空氣的冷卻面積,噴槍的外管一般設(shè)計(jì)為多孔結(jié)構(gòu),但是以往的設(shè)計(jì)通常是外管內(nèi)壁光滑,次外層管壁呈多肋片狀突起,其冷卻效果有待提高。因此,本研究中設(shè)計(jì)了兩種新型噴槍結(jié)構(gòu),并通過模擬對比其冷卻效果。這兩種新型噴槍只有前端花瓣頭結(jié)構(gòu)與原始方案有所區(qū)別,其余部分結(jié)構(gòu)完全相同。對比例的花瓣頭結(jié)構(gòu)如圖3所示。

噴槍在使用過程中,外管溫度最高,為了降低其使用溫度,一般采用高速噴吹的氣體或者汽水混合物進(jìn)行冷卻。為了增大空氣的冷卻面積,噴槍的外管一般設(shè)計(jì)為多孔結(jié)構(gòu),但是以往的設(shè)計(jì)通常是外管內(nèi)壁光滑,次外層管壁呈多肋片狀突起,其冷卻效果有待提高。因此,本研究中設(shè)計(jì)了兩種新型噴槍結(jié)構(gòu),并通過模擬對比其冷卻效果。這兩種新型噴槍只有前端花瓣頭結(jié)構(gòu)與原始方案有所區(qū)別,其余部分結(jié)構(gòu)完全相同。對比例的花瓣頭結(jié)構(gòu)如圖3所示。利用GAMBIT軟件對原始方案和改進(jìn)后的兩種方案的噴槍進(jìn)行建模和網(wǎng)格劃分。由于三種噴槍后端結(jié)構(gòu)完全相同,只針對前端花瓣頭進(jìn)行建模。為了量化噴槍的冷卻效果,對噴槍周圍的槍口磚也進(jìn)行建模,槍口磚區(qū)域的建模尺寸為200 mm×200 mm×210 mm。采用分塊網(wǎng)格劃分技術(shù),對所建立的模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,總網(wǎng)格數(shù)為80萬,網(wǎng)格扭曲度都在0.3以下,網(wǎng)格質(zhì)量較高,滿足計(jì)算需求。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]氧氣底吹熔煉爐內(nèi)流體流動(dòng)行為的模擬研究[D]. 王東興.東北大學(xué) 2017
[2]銅底吹爐吹氧過程數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 余躍.北京科技大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3260655