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  辊道窑烧嘴仿实计较取研究 出产取使用文章编号:1OO1—9642(2006)01—0038—04 辊道窑烧嘴仿实计较取研究 张柏清,朱凌,卢立用 (景德镇陶瓷学院机电学院,景德镇555001) 【摘要】:采用FLuENT软件对气烧明焰辊道窑烧嘴 进行仿实计较,研究了其正在烧成带内的燃烧工况,通 过对分歧烧嘴布局方案进行比力阐发,筛选了一种更 为节能的布局,同时也为此后烧嘴优化设想供给理论 根据. 【环节词l:辊道窑,烧嘴,仿线媒介 辊道窑是近几十年成长起来的新型快烧持续式工 业窑炉,目前已普遍用于釉面砖,墙地砖,彩釉砖等 建建陶瓷工业出产….辊道窑做为一种陶瓷烧成设备, 具有烧成周期短,能耗程度低,从动化程度高档特点. 并且其窑内温差小,氛围平均不变,易于挖制,产物 质量得以.做为窑炉燃烧的焦点部件,烧嘴是正在 燃烧设备上实现某种燃烧方式的东西,目标是协调燃 烧设备取燃烧方式之间的关系,其机能的好坏将间接 影响到燃烧设备的运转,进而影响到产质量量,能耗 和. 到目前为止,对于陶瓷窑炉(次要针对辊道窑)的 烧嘴的仿实研究环境,所见文献很少.据材料显示,目 前对于辊道窑的研究工做次要集中正在陶瓷生坯烧成时 其内部热应力场的变化,烧成的热工轨制的调试,窑 内氛围的节制及氛围温度耦台等方面的研究I,可见对 于辊道窑烧嘴的研究工做目前还很欠缺,因而这一方 面的研究工做还有待于进一步的深切. 烧嘴的布局设想必需考虑其正在辊道窑中的全体布 置环境,煤气取空气进口,进吵嘴度及安插体例 等,为了能把高效,节能,机能较佳的烧嘴成功使用 于辊道窑上及填补过去一贯采用经验设想的方式,本 研究设想了三种烧嘴布局的方案,为了达到优选的目 的,本文采用FLUENT软件对此三种烧嘴布局进行仿 实计较,并进行现实使用. 2仿实计较的烧嘴布局安插取要求 2.1烧嘴布局及总体安插 烧嘴正在辊道窑烧成带内布局采用GAMBlr建模, 烧成带总体安插如图1所示. 从图巾能够看,正在烧成带每节上下交织设置两 对烧嘴,其特点是正在统一窑横截断面上有两个烧嘴,即 一 侧设正在辊上,另一侧设正在辊下;上下对侧交织安插, 收稿日期;2005—11—15 做者简介:张柏清(1950一),男,传授,陶瓷机械. .鳓睡l–2006tz}第2期 曰囱圈圃O0006 团曰曰E . A2200一L2200. 图1 fig.1 4. 明焰辊道窑烧成带烧嘴安插示企图 Thesketchmapofburnersdisposal inrOIlet.5kiInfiringZOOm 1,方钢框架2,外侧钢板 3,察看孔(对侧为烧嘴) 可见侧烧嘴5,变乱处置孔6,辊子 正在统一侧外旁不雅烧嘴成正品字形排布.图中AA截 面为同时颠末对侧两烧嘴取烧嘴砖核心的纵向截面. _本仿实计较所采用的烧嘴布局如图2所示. 帮 燃气 图2烧嘴布局取安拆图 fig.2Structureandfixpictureofburner 1,法兰2,烧嘴体3,法兰 4,安拆板5,伸长管6,旋流板 7,气喷嘴8,火花塞9,烧嘴砖l0,护墙 此中旋流板取气喷嘴的三维布局如图3所示. 图3旋流板取气喷嘴 fig.3Swirlboardandgasnozzle 中国陶瓷 出口鸿沟前提取正在窑体T做通道烟气出口处的断 面.本文按照给定的入171速度和流量分布及质量守恒 定律,能够得出出口截面上的平均速度.存讣算过程 中出口速度一直取此平均速度. 2.5燃烧数值计较流程 图4仿线Flowchartofsimulatecalculation 3仿线三种分歧布局烧嘴燃烧温度,速度分布 3.1.1AA截面烧嘴燃烧温度分布 从图5,6,7进行零丁阐发能够看出,t种分歧 布局的烧嘴正在燃烧时具有以下配合点:火焰的最高温 度呈现正在离烧嘴砖出口大约l00iT1iT1处,随后温度稍有 下降;从火焰长度上看,上部烧嘴燃烧发生的火焰长 度比下部烧嘴燃烧发生的火焰长度稍长,而且因为受 到窑内上下热对流的影响,两烧嘴燃烧产牛的火焰都 l 圈5.【=30.时烧嘴燃烧温度分布 fig.5Temperaturedistributionof burnersburning(.[=30.) ~:iCHINACERAMICSI2006(42)第2期 图6cx=45.时烧嘴燃烧温度分布 fig.6Temperaturedistributionof burnersburning(.【=45.) 图7Ot=60.时烧嘴燃烧温度分布 fig.7Temperaturedistributionof burnersburning(.【=60.) 有上扬的趋向. 毒,+杀c毒(每筹]+ 从图5,6,7对比中能够看出,当扭转角度为30 度时,火焰最长,但温度最低,火焰核心最高温度为 l864.2K,其余部门的平均温度为l589K;当扭转角度 为45度时,火焰长度取核心温度都处于傍边,最 高温度为l875.6K,其余部门的平均温度为l598.5K; 当扭转角度为60度时,火焰长度最短,但温度最高, 火焰核心最高温度为l884.2K,其余部门的平均温度 为l606K.从需氧量刈比中能够看出,当扭转角度为 30度时,火焰根部低温度区域最小,而当扭转角度为 60度时,火焰根部低温度区域最大,这申明了当扭转 角度为30度,需氧量起码,当扭转角度为60度,则 需氧量最人. 3.1.2A…A截面烧嘴燃烧速度分布 从图8,9,l0进行零丁阐发能够看出,二种分歧 布局烧嘴燃烧速度最大值都呈现正在烧嘴砖出口, 图8.【=30.时烧嘴燃烧速度分布 fig.8Velocitydistributionof burnersburning(.【=30.) =~====~ —-■纛龇■■■■■■●一■●■■■●●■■●■ 2006年第2期中国陶瓷 图9.【-45.时烧嘴燃烧速度分布 fig.9Velocitydistributionof burnersburning(.【=45.) 图10.c–60.时烧嘴燃烧速度分布 fig.10Velocitydistributionof burnersburning(Gc=60.) 这是因为此时煤气取空气已正在烧嘴砖内完成大部门燃 烧,气体正在烧嘴砖内发生高度膨缩,并以很高的速度 喷入窑内所致. 从图8,9,l0比力阐发中能够看出,当空气扭转 角度为30.时,烧嘴燃烧速度最小,而当空气扭转角度 为60度时,烧嘴燃烧速度最大. 4结论 4.1就本文设想的空气扭转角度别离为30.,45.取 60.的烧嘴而言,跟着空气的扭转强度增大,烧嘴燃烧 生成的火焰温度也跟着升高,空气扭转角度每添加 l5.,火焰温度大约升高10K芹左,同时烧嘴燃烧速度 也略有增大,但火焰长度稍有变短; 4.2正在同样燃耗的环境下,当烧嘴燃烧生成的火 焰温度越高,则需氧量同时也会跟着变火,但考虑到 增大燃料的费用比增大帮燃风的费用火的多,因而, 从经济效益上考虑,烧嘴旋流板上的扭转槽取扭转孔 的扭转角度采用60.比扭转角度采用30.取45u具有更 火的经济意义; 4.3烧成带内上烧嘴取下烧嘴的燃烧]_况并不相 同,正在烧嘴布局不变的环境下,上烧嘴燃烧生成的火 焰长度比下烧嘴稍长; 4.4火焰的最高温度呈现正在离烧嘴砖出口大约 l00mm摆布的,其余部门的温度比力平均,温差 较小 4.5烧嘴燃烧发生的热气流的最高速度呈现正在烧 嘴砖出口,随后逐步下降,正在烧嘴砖出口核心轴 线上,下降梯度由大变小; 4.6通过利用CFD仿实计较,能够优化烧嘴布局 及领会辊道窑烧成带的温度分布环境,为阐发,设想 供给无力的手段. 参考文献 【l】胡国林.建建陶瓷工业辊道窑.:中国轻工业出书社, 1998.6 [2J李振楚.工业窑炉用高效低压煤气烧嘴的设想取使用.火花 塞取特种陶瓷1996.3 [3】胡国林,张智文等.气烧辊道窑氛围温度恍惚解耦节制的计较 机仿线悯力行.湍流气粒流动取燃烧的数值模仿.:夫学 出书社,1991 【5坤白坦卡S.V着,张政译.传热取流体流动的数值计较.: 科学出书社,1984 [6】陶文栓.数值传热学(第2版).西安:西安交通大学出书 社.2001 CACULATlONANDRESEARCHONTHElMlTATlONOFBURNERTlPOF R0LLERHEARTHKlLN Zhar}9BoqmgZhuL/LuL/yong [Abstract]:ThiscarryoutsimulatecalculationtorollerkilnburnerwithFLUENTsoftware,and studyitscombustionoperatingmodeinfiringzoom.Thenfiltrateakindofburnerstructurewithmore energy—savingfunctionbyanalyzingandcomparingdifferentstructuralschemes,andatthesametimealso offertheorybasisfortheburneroptimizationdesigninthefuture. [Keywords]:RollerKiln,Burner,SimulateCalculation,Energy-saving l碱田艚簿lCHINACERAMICSI2006(42)第2期I41

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