工業(yè)電爐實際熱處理爐中的溫度場是很難獲得的
作者：匿名 來源：本站原創(chuàng) 發(fā)布：2016年1月5日 修改：2016年1月5日 所屬分類：新聞動態(tài) 訪問統(tǒng)計：3768
研究的熱處理爐為氣體燃料熱處理爐，這種爐子適用于大工件的正火、退火以及淬火加熱等，熱處理爐內(nèi)的溫度分布直接影響到被熱處理工件的在爐內(nèi)的熱處理質(zhì)量的好壞，進而會影響工件的機械性能的好壞。因而，正確、全面地認識熱處理爐內(nèi)傳熱規(guī)律是非常必要的。由于熱處理爐內(nèi)的高溫環(huán)境，實際熱處理爐中的溫度場是很難獲得的，這樣，數(shù)學模型方法就成為研究熱處理爐中輻射換熱過程的有效手段。
工業(yè)電爐以熱處理爐內(nèi)熱過程為背景，建立熱處理爐內(nèi)三維傳熱數(shù)學模型，該模型的建立包括輻射換熱模型的建立和熱處理爐內(nèi)被加熱鋼錠的三維非穩(wěn)導熱模型的建立。輻射模型是采用區(qū)域法建立的，即建立整個爐內(nèi)封閉體系的氣體體積區(qū)及爐內(nèi)被加熱鋼錠表面區(qū)的非線性能平衡方程組。區(qū)域法與其它方法相比，具有以下明顯優(yōu)點:
D一點:區(qū)域法機理嚴謹，計算精度高。
D二點:分區(qū)少，節(jié)省計算時間。
當區(qū)域數(shù)目增大到一定值時，用區(qū)域法來計算熱處理爐中的輻射換熱量可獲得精確的結(jié)果。由于區(qū)域法的計算工作量大，這主要集中在輻射直接交換面積的積分運算上，這是區(qū)域法求解輻射全交換面積必經(jīng)的步驟，為了解決這一難點，這里采用全面積的蒙特卡洛算法一步求算輻射全交換面積，達到減少計算工作量的目的，又可取的很高的計算精度。
在工業(yè)電爐熱處理爐內(nèi)各區(qū)溫度的計算是在爐膛表面及爐內(nèi)鋼錠表面溫度為己知的前提下進行，爐內(nèi)鋼錠表面區(qū)能量平衡方程為爐內(nèi)被加熱鋼錠的三維非穩(wěn)態(tài)導熱方程提供熱流邊界條件故爐內(nèi)輻射換熱模型必須與爐內(nèi)被加熱鋼錠的三維非穩(wěn)態(tài)導熱方程聯(lián)立求解，從而構(gòu)成求解爐內(nèi)傳熱的數(shù)學模型。
由于布置在爐墻上的燒嘴均為自身預熱式，在每個體積區(qū)內(nèi)燃料進入體積區(qū)所在的爐膛內(nèi)燃燒放熱，燃燒產(chǎn)物一部分被火焰卷吸而形成回流，另一部分經(jīng)排煙口抽出用以預熱空氣，爐氣沿爐寬方向流動，并與被加熱表面區(qū)進行對流換熱。在熱處理爐運行工況穩(wěn)定的情況下，忽略燃料帶入的顯熱和爐內(nèi)被加熱鋼錠的氧化放熱，并假設進入爐膛的燃料是完全燃燒。
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