陈良玉, 王志强，李 杨

(东北大学机械工程与自动化学院，沈阳110819 )



高炉炉缸炉底内衬的等效冷却条件计算方法

陈良玉, 王志强，李 杨

(东北大学机械工程与自动化学院，沈阳110819 )

建立了高炉炉缸炉底冷却的二维有限元传热模型.该模型能计算紊流水冷冷却器以等效对流换热系数表征的冷却参数，能反解服役炉缸实际冷却强度.等效冷却条件参数可用于缩小多维炉缸传热模型的计算域和规模，且不失边界条件精度.文中设计了参数化有限元建模及分析的计算程序，基于管内紊流水努赛尔特征数，定义一个物性综合系数，构造了更为简明的对流换热系数计算表达式.

高炉缸炉；传热；等效对流换热系数

冷却是高炉炉缸结构安全和长寿的重要的必要条件[1].目前高炉炉缸多采用水冷光面铸铁冷却壁，炉底采用直排水冷管，使用大水量、较高流速紊流通水冷却.

数值传热学是高炉炉缸传热分析的重要手段，冷却条件参数是数值传热模型的必要条件[2]，尽管管内水的对流换热系数可由准数关联式确定[3]，但它作用在相对于整个炉缸结构属于小尺寸的水管壁面上，而处理小尺寸会使计算模型规模过大.还有，冷却壁本体与水管间存在防渗碳涂料和铸造间隙的热阻、炉底水管与不定型材料之间的接触热阻，若在整体模型包含这些热阻又会进一步增大模型规模及复杂程度.水冷管内的换热系数经管壁、冷却器本体的热阻、间隙……