مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی مدل‏های احتراقی در شبیه‏ سازی عددی کوره دوار سیمان

نویسندگان
1 دانشگاه تربیت مدرس
2 استاد دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
کوره‌های دوار سیمان به طور گسترده برای تبدیل مواد خام به کلینکر مورد استفاده قرار می‌گیرند. کارکرد این کوره فرآیندی پیچیده و شامل پدیده‏های گوناگونی است که مهمترین آن‏ها جریان واکنشی مواد بستر، احتراق آشفته سوخت گازی و تشعشع در یک بدنه دوار و اندرکنش حرارتی و جرمی بین بخش‏های مذکور هستند. در کار حاضر با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی، یک مدل عددی برای این کوره ارائه شده است که در آن سه ناحیه احتراق، واکنش مواد بستر و بدنه کوره لحاظ شده است. با شبیه‏سازی دوبعدی متقارن محوری این کوره با استفاده از این مدل، مدل‏های احتراقی واکنشگاه نیمه مخلوط، اتلاف گردابه و مدل کسر مخلوط در کوره‏های دوار سیمان، با استفاده از یک شبکه محاسبات موازی مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به محدوده زیاد عدد دامکولر در میدان کوره (17> Da > 7/0) انتخاب مدل احتراقیِ مناسب دشوار می‏باشد. نتایج نشان دادند که از لحاظ زمان اجرا، مدل واکنشگاه نیمه مخلوط زمان‏برترین و مدل کسر مخلوط سریع‏ترین مدل می‏باشند، در حالی که هر دو مدل فیزیک جریان را نیز به خوبی پیش‏بینی می‏کنند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation of Combustion Models in Numerical Simulation of Cement Rotary Kiln

نویسندگان English

Habibollah Fateh Nobandegani 1
Kiumars Mazaheri 2
2 Tarbiat Modares University
چکیده English

Cement rotary kilns are extensively used to change raw material into clinker. This is a complex process and consists of many different phenomena such as bed material reactions, gas phase turbulent combustion and radiation in a rotary drum, and thermal-mass interactions between them. Using CFD, the two-dimensional numerical simulation of cement rotary kiln was performed in the present study. This model included gaseous fuel combustion, bed material reactions, and radiation heat transfer in the kiln. Using this model and parallel processing network, combustion models (PaSR, EDM and mixture fraction) in the cement kilns are investigated. Due to the high Damkohler number in the cement kiln (0.7<Da<17), selecting the appropriate combustion model is difficult. Among the combustion models that were studied, it was found that the PaSR model is the slowest and mixture fraction model is the fastest model whereas the both models predict physics well. Keywords

کلیدواژه‌ها English

Cement Rotary Kiln
CFD
Combustion Models