铁矿石颗粒尺度相变传热过程的数值模拟

摘要

为解析铁矿石颗粒在高炉软熔带内的复杂相变传热过程,采用焓法模型对单颗粒铁矿石加热熔化过程进行分析,获得了铁矿石颗粒内的温度分布、熔化时间和液相的体积分数等变量随时间的演变规律,讨论了铁矿石颗粒粒径、加热气流速度和加热气流温度对熔化过程的影响.结果表明:铁矿石颗粒粒径大小对加热熔化过程的液相析出、相变区厚度和颗粒中心与外表面温差影响最为显著,主要原因是对流换热系数减小导致颗粒换热能力被削弱,颗粒内部导热热阻增大;加热气流速度成倍增大,颗粒熔化时间只微微缩短,而加热气流温度的逐步升高使得颗粒熔化时间有较大程度的缩短,主要原因是在高温环境中辐射换热影响增强.