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鋁合金固熔爐內熱工過程

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鋁合金固熔爐內熱工過程

發布日期:2021-05-15 作者: 點擊:

鋁合金固熔爐內熱工過程

熔鋁爐是鋁加工過程的主要熔煉設備,其作用是熔化鋁料,使其質量均勻并達到一定化學成分要求,為鑄造及其他加工過程提供合格的鋁液。熔鋁爐的能耗遠髙于鋁加工過程的其他設備,加強對熔鋁爐的節能研究,有利于降低鋁加工過程的總體能耗、提高 企業經濟效益。
熔鋁爐內燃燒過程以及速度、溫度分布直接影響著鋁料的傳熱速率,進而影響鋁料的熔化速率與熔鋁爐的能源利用率,因此,對熔鋁爐內傳遞過程的研究引起了人們的大大關注。近年來,國內外一些學者應 用數值模擬的方法,對熔鋁爐內傳遞過程進行了大量研究。其屮以NIECKELE及其研究團隊為代表,自1998年至2011年,NIECKELE采用數值模擬的方法分別研究了不同的燒嘴配置方式、小同燃劑及燃料對矩形熔鋁爐內燃燒過程的影響。GOLCHERT等則分析了矩形熔鋁爐內N?及0?濃度對NOⅹ生成的影響。向寓華等對圓形熔鋁爐內鋁熔體溫度場進行了數值模擬,得到鋁熔休縱截面等溫線基本呈開口向上的拋物線分布,高溫度位于熔體屮心。周乃君等采用流同耦合的方法同時計算鋁液保溫爐燃燒空間及鋁液區域,得到爐內流場、爐膛及鋁料溫度場分布愔況,并分析了助燃空氣溫度和過剩空氣系數對爐內溫度分布的影響,結果表明,鋁液溫度隨助燃空氣溫度的增加而增加,過剩空氣系數約為1.25。上述研究在建立熔鋁爐或保溫爐的數學模型時,均將爐內熱工過程視為穩態。而實際上,隨著蓄熱式燃燒技術的發展以及燒嘴在爐內的交替工作,爐內的熱工過程是一個隨時間變化的非穩態過程。

真空爐

熔鋁爐內熱工過程視為非穩態,將鋁料的熔化熱用等效比熱法近似處理,用批處理文件的方法實現進口與出口邊界的交替變化,采用數值模擬方法對影響熔鋁爐內熱工過程的5個主要參數(燒嘴 髙度、燒嘴傾角、燒嘴夾角、過剩空氣系數和空氣預熱溫度進行正交試驗研究,獲得這些參數對熔鋁爐熔化時間的影響規律,并以縮短鋁料熔化時間為目標, 對這些參數進行了優化,為熔鋁爐的結構設計與操作參數優化提供理論指導。

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