回轉窯內傳熱模型的建立及數值分析.pdf

1、回轉窯廣泛應用于眾多行業(yè)中，是具有燃料燃燒，物質輸送與煅燒，廢物降解等多種功能的大型換熱設備?；剞D窯可對固體物料進行物理和化學處理，具有容積大、混合反應率高、應用廣等優(yōu)點，但熱效率較低。為提高回轉窯熱效率和能源利用率，對其進行窯內傳熱模型的分析和窯外溫度分布的實驗探究具有重要的意義。在回轉窯中，水泥的煅燒過程是一個集煙氣流動、物料運動、物料反應、傳熱和燃燒為一體的復雜過程。本文通過建立一維和三維數值分析模型與實驗探究相結合的方法，對回轉

2、窯的溫度分布特性進行了探究。其主要工作如下:
　　1.設計實驗方案，對回轉窯外壁面溫度分布特點和內壁窯皮掛壁情況進行了實驗探究;在熱平衡物料成分測試結果的基礎上，量化計算得到了物料在不同反應過程中反應吸熱量和放熱量。
　　2.綜合考慮了煙氣流動和物料運動特點，選用了合理適用的傳熱系數計算方程;考慮到物料相變所產生的窯皮對傳熱過程的影響以及物料不同反應過程所吸收和釋放的熱量，對窯內傳熱過程進行了理論分析;通過合理的假設，建立了

3、水泥回轉窯軸向一維傳熱模型，對窯內煙氣、物料、內壁的軸向溫度分布進行了預測，得到了回轉窯溫度分布特性數值分析結果和窯內窯皮厚度的軸向分布結果。
　　3.通過將上述窯皮厚度的計算結果和窯皮導熱率折算成壁面熱阻，將物料反應熱折算為額外的熱流密度，設置相應的壁面邊界條件，采用1∶1比例構建了回轉窯三維CFD模型。通過對模型進行合理的簡化假設，設置合理的湍流模型、熱輻射模型和燃燒模型，得到了回轉窯三維模型的軸向溫度分布結果，并與一維模型的