供稿|张丽珠，毕延林，黄德立 / ZHANG Li-zhu, BI Yan-lin, HUANG De-Li

干熄炉的数值模拟分析

Numerical Simulation Analysis on CDQ Stove

供稿|张丽珠，毕延林，黄德立 / ZHANG Li-zhu, BI Yan-lin, HUANG De-Li

内 容 导 读

干熄炉是干熄焦装置中最重要的设备之一，在干熄焦冷却循环系统中有着举足轻重的作用。本文以济钢集团国际工程技术有限公司（简称公司）所设计研制的干熄炉为模型，使用Fluent软件对其进行数值模拟计算。在计算过程中将干熄炉内焦炭的冷却过程抽象为焦炭颗粒组成的多孔移动床与逆向流动的循环气体间的强迫对流换热[1]，这个过程既涉及到气体在多孔床层内的流动，又涉及到竖炉内焦炭的下降运动，还要考虑二者间的热量交换。

数值模型

研究一个复杂的工程实践问题的基本思想是把复杂的问题进行合理的抽象，即建立该问题的数学模型，这是解决整个问题的核心内容。本文主要根据公司所设计的160 t/h干熄炉的炉型特点，通过必要的简化处理获得物理模型，进一步通过网格划分得到计算模型。根据公司所设计的干熄炉的结构尺寸，由GAMBIT直接绘制，如图1所示。

非结构网格有着极好的适应性，尤其对具有复杂边界的流场计算问题特别有效。FLUENT5.0以后的版本都支持非结构网格[2]。在本研究中，由于模型形状比较复杂的物体，采用结构网格建模比较困难，鉴于非结构网格适应性较好的特性，本次计算采用非结构网格，并分块构造，网格模型如图2所示。

图1 干熄炉几何模型示意图

物性参数及边界条件

干熄炉热态模拟的关键在于流固耦合传热，在用GAMBIT建模和画网格时将循环气体与焦炭之间的网格建成相互连接的网格，否则流体和固体间无法实现耦合传热。……