基于中间包冲击区的流场优化

摘要

针对某厂中间包原型在实际生产过程中生产平稳性以及产品洁净化等方面的问题,结合数值模拟和物理模拟的方法,对中间包进行了结构优化。对单因素变量(冲击区体积以及导流孔孔径、倾角)进行分类单因素优化,并以出口温差和死区比例的一致性变化规律作为进一步复合优化指导,确定了较优的中间包结构参数。结果表明,复合因素的优化效果大于单因素,并且中间包冲击区的体积大小对流体的流动状态影响最大,导流孔孔径次之,倾角最小。确定了1号挡墙移动450 mm、导流孔孔径选择100 mm、导流孔K-1和K-2倾角选择20°以及导流孔K-3移动50 mm、倾角选择10°的较优方案。该方案的死区比例为16.27%,相较于原型降低了29.03%,远流端和近流端的出口最大温差由原型1.6 K降至0.6 K,进一步提高了中间包流场的均匀性。这为该厂实际中间包优化提供了理论依据,也可为同类中间包优化提供思路和结构参数的参考。