基于高炉渣颗粒绕流异形管传热过程的数值模拟研究

摘要

高炉渣是高炉炼铁的主要副产品,其中蕴含了大量的高品位余热资源,回收高炉渣颗粒的余热资源有利于推进钢铁行业节能降耗目标的逐步实现。自流床余热锅炉可以高效回收高炉渣颗粒的余热资源,其本质是颗粒绕流换热管束的流动与传热过程。采用MFiX软件对高炉渣颗粒绕流异性换热管的流动与传热过程进行了数值模拟,研究管型和管排列方式对颗粒流动特性和传热特性的影响。结果表明:换热管为圆管或者椭圆管时,换热管下方的空隙区较小;在低颗粒流速下,圆形换热管的热回收率较高;在高颗粒流速下,颗粒与管壁的接触最紧密,此工况的热回收率较高。换热管束叉排排列时,颗粒的流动性较好,强化了颗粒之间的扰动,也是颗粒的温度分布更加均匀。