دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 16 2015 02 20 Numerical Study of the Effect of Burner Angle on Melting Rate in an Aluminum Rotary Furnace مطالعه عددی اثر تغییر زاویه مشعل بر نرخ تهیه مذاب در کوره دوار ذوب آلومینیوم 252 260 8425 FA مجتبی رحیم پور دانشگاه تربیت مدرس کیومرث مظاهری دانشگاه تربیت مدرس سیدحسین سیدین دانشگاه علم و صنعت ایران Journal Article 1970 01 01 Using CFD, the effect of burner angle on an aluminum rotary furnace performance is studied in the present study. Turbulent non-premixed combustion of natural gas and oxygen, radiation, furnace rotation, aluminum smelting and aluminum burn-off are considered in the proposed numerical model. According to the distinct phenomena occurring in an aluminum rotary furnace, the model divides the furnace into three zones: refractory lining, combustion zone and melt zone. Only heat can be transferred through interfaces of zones and mass transfer through them is not considered in such furnace modeling. Numerical simulations regarding burner angles form 0ᵒ to 15ᵒ revealed that the higher burner angles enhance the fuel and oxygen mixing and increases the resident time of combustion gases in the furnace atmosphere, which consequently improve the furnace performance and lower the aluminum melting rate. However, the simulation results also showed that burner angles more than 10ᵒ are not applicable due to refractory lining overheat. It was showed eventually that changing burner angle from 0ᵒ to 10ᵒ decreases furnace operation time by 35 minutes and increases furnace thermal efficiency from 65% to 74.7%. در کار حاضر، با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی اثر تغییر زاویه مشعل بر کارکرد کوره دوار ذوب آلومینیوم بررسی شده است. مدل عددی ارائه شده از این کوره فرآیندهای احتراق مغشوش و غیرپیش‏آمیخته گاز طبیعی و اکسیژن، تشعشع، دوران بدنه، ذوب آلومینیوم و اکسایش آلومینیوم را در نظر می‏گیرد. در این مدل با توجه به پدیده‏هایی که در قسمتهای مختلف کوره دوار ذوب آلومینیوم رخ می‏دهد، کوره به سه ناحیه لایه دیرگداز، ناحیه احتراق و ناحیه ذوب تقسیم شده است. بین این نواحی امکان تبادل جرم وجود نداشته و تنها انتقال حرارت ممکن است. نتایج حل عددی نشان داد با افزایش زاویه مشعل از ᵒ0 تا ᵒ15 به دلیل اختلاط بیشتر سوخت و اکسنده و افزایش زمان اقامت گازهای داغ در ناحیه احتراق، کارایی کوره بهبود یافته و نرخ تهیه آلومینیوم مذاب مرتبا افزایش می‎یابد. اما نزدیک شدن شعله به لایه دیرگداز و گرم شدن بیش از حد آن باعث می‏شود استفاده از زاویه‏های مشعل بیشتر از ᵒ10 عملی نباشد. به این ترتیب با تغییر زاویه مشعل از ᵒ0 به ᵒ10، زمان کارکرد کوره 35 دقیقه کاهش و بازده حرارتی کوره از 65% به 7/74% افزایش می‏یابد. https://mme.modares.ac.ir/article_8425_64b327d40918ca7522ac22e3d02dc41c.pdf