刘 彻，朱东旭，刘希文，杨青辰，关永军

（东北大学设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110013）

阳极焙烧炉火道内的燃烧过程通过脉冲控制系统调控，空气过剩系数对炉内燃烧过程有较大的影响。本文采用数值仿真的方法模拟火道内燃料燃烧的情况，获得不同空气过剩系数时火道内的温度场和浓度场云图，进而得到最佳的空气过剩系数，指导实际生产操作，达到节能降耗的目的[1,2]。

1 计算区域离散化

1.1 物理模型

本文所研究的火道是选取某阳极厂新建60室（8箱9火道）敞开式阳极焙烧炉中的火道，考虑到火道结构的对称性，只需建立此火道沿炉长方向一半模型即可。在火道三维模型的基础上建立火道内流体域空间模型，在这个流体域空间，燃料由顶部两个喷嘴喷入，快速燃烧后的高温烟气从右侧排出。

拉砖有两种结构，矩形拉砖有两种尺寸（长×宽×高），分别为296mm×106mm×175mm和214mm×98mm×175mm，椭圆形拉砖的尺寸（长×宽×高）均为207mm×106mm×175mm，火道顶部有2个圆形烧嘴，直径20mm。

1.2 网格划分

全结构化网格相比非结构化网格而言更精细，网格区域内所有的内部点都具有相同的毗邻单元。它可以很容易地实现区域的边界拟合，特别适用于流体方面的计算。因此，本文对火道流体采用ICEM软件进行离散化，得到全结构化六面体网格。

对结构化网格质量的检查，主要注重三个方面，一是Angle值，该值度量网格边之间的夹角，角度范围为0～90°，CFD计算通常要求Angle值大于18°，本模型划分的网格Angle值在45°以上。

二是Aspect Ratio值，指网格单元最大边长度与最小边长度的比值。……