摘要：以圆形蓄热式熔铝炉为研究对象,根据熔铝炉的运行特点,应用标准k—ε湍流模型、涡耗散模型、P-1辐射模型描述湍流燃烧过程,应用等效比热法描述铝料的熔化过程,对熔铝炉内进口与出口边界交替变化的热工过程进行非稳态多场耦合数值模拟研究。蓄热式熔铝炉基准工况下的数值模拟结果表明:与传统单一烧嘴工作相比较,两个烧嘴快速切换,铝料温度分布更为均匀,其平均温度在前3 h升温较快,随后由于熔化吸热升温速率逐渐减小。以缩短铝料熔化时间为目标,采用正交试验方案,对影响熔铝炉热工过程的5个参数进行数值模拟优化,其优化工况为烧嘴高度657 mm、烧嘴倾角25°、烧嘴夹角90°、过剩空气系数1.1、空气预热温度800℃。与设计工况相比,优化工况能缩短铝料熔化时间1 h,可降低能源约20%。

摘要：针对铝熔铸过程中常用的圆形铝熔炼炉,利用FLUENT软件,根据能量守恒方程、动量方程建立铝熔炼炉内热工过程数学模型,采用标准k-ε湍流模型、P-1辐射模型对铝熔炼炉内非稳态传热及流动过程进行数值模拟研究。考虑到铝料熔化过程会消耗一部分能量,采用等效比热法将铝料的熔化潜热转换为相应的比热值进行计算。通过数值模拟得到了炉内流场、炉膛及铝料温度场分布情况。模拟结果与实际情况相符,为铝熔炼炉的设计与优化研究提供了理论依据。