热镀锌锌锅的电磁-流体耦合计算

摘要

在锌锅的流动及传热状态的数值模拟中,感应加热器边界条件的处理是计算的关键和难点.以某连续热镀锌锌锅作为研究对象,采用ANSYS软件的电磁场模块,计算得到锌锅加热器中洛仑兹力及焦耳热的分布,并将其作为加热器区域流场计算时动量及能量的源项,从而实现了对加热器中电磁场和流场耦合的锌锅全场计算.与前人给定热流密度的处理方法相比较,本文方法更真实地逼近了实际物理模型与过程.计算结果表明,熔沟中的锌液在洛仑兹力作用下呈螺旋状地由中心熔沟向两侧熔沟流动,加热器出口截面上的最大速度约为0.77 m/s,大部分区域中的速度均大于0.3 m/s,计算结果与文献中实际锌锅运行时的数据吻合良好,表明了本文方法的正确性和有效性.