循環(huán)爐氣網(wǎng)帶式回火爐的流場均勻性

時間：2020-01-05作者：蘇州市萊豪熱處理設備有限公司瀏覽：648

 應用Fluent 軟件對爐氣循環(huán)網(wǎng)帶式回火爐爐膛內(nèi)部流場進行數(shù)值模擬，對流場均勻性進行了研究。結(jié)果表明，在原始爐型結(jié)構(gòu)下，爐膛內(nèi)部流場的不均性主要表現(xiàn)為爐膛尾部的上方加熱區(qū)存在大范圍渦旋; 工作區(qū)的流場速度分布不均勻。通過改進導向葉片結(jié)構(gòu)及增設導流板，可顯著提高流場均勻性。

爐氣循環(huán)網(wǎng)帶式回火爐是借鑒國外同類型熱處理設備所設計的新型網(wǎng)帶式回火爐。目前，此種類型的熱處理設備被發(fā)達地區(qū)廣泛應用于汽車行業(yè)中小鍛件高低溫連續(xù)熱處理。其主要工作方式是由沿爐長縱向進行上下爐膛爐氣大循環(huán)來均勻加熱、均熱、保溫處理工件，強化了對流換熱作用。在以對流換熱為主的中、低溫( 150 ～ 650 ℃) 網(wǎng)帶式熱處理設備中，尤其是網(wǎng)帶式回火熱處理設備，此種類型的網(wǎng)帶爐較傳統(tǒng)爐型具有明顯優(yōu)勢。在爐氣循環(huán)過程中，流場的均勻性直接決定了各處對流換熱作用的強弱差異，同時也影響著工作區(qū)溫度場的均勻性。因此，對流場的均勻性展開研究，增強設備的流場均勻性是十分必要的。本文應用Fluent 軟件對設備的流場均勻性進行針對性的研究，并改進爐體結(jié)構(gòu)。

1、爐型結(jié)構(gòu)的特點

圖1 所示為爐氣循環(huán)網(wǎng)帶式回火爐整體結(jié)構(gòu)，爐內(nèi)沿爐長縱向用耐熱鋼板作為隔流板將爐膛分為上下兩個區(qū)域: 上方為加熱區(qū)，可用電熱管或各種燃燒裝置進行供熱; 下方為工作區(qū)，工件隨網(wǎng)帶進、出工作區(qū)，并在工作區(qū)內(nèi)完成加熱、均熱和保溫。設置于爐膛進料端的循環(huán)風機從上方加熱區(qū)處吸入爐氣，并將爐氣以一定速度送至下方工作區(qū)，工作區(qū)內(nèi)的爐氣在隔流板的導向作用下運動至爐膛尾部，隨后在爐膛尾部上方的吸引力作用下重新進入上方加熱區(qū)，使整個爐膛內(nèi)部的爐氣沿爐長縱向完成上下大循環(huán)。爐襯全部采用輕質(zhì)耐火保溫材料。排煙口設置于爐膛進料端外側(cè)，爐膛尾部設置有兩道可自由擺動的耐熱阻流板阻礙爐膛尾部內(nèi)外氣流串通。
 設備選用貫流風機作為強制循環(huán)風機。貫流風機相較于軸流風機和離心風機具有以下特點: ①氣流從一側(cè)葉柵進入，穿過轉(zhuǎn)子部，從另一側(cè)葉柵穿出，其流動方向可完成大方向轉(zhuǎn)折; ②出風口氣流沿軸向分布較均勻; ③軸向長度不受限制，可以根據(jù)不同的使用需要任意選擇葉輪的長度; ④出風面積較大，風量大，動壓系數(shù)高，氣流輸送能力強; ⑤體積小，尤其適合安裝在狹小的空間中?；谪灹黠L機的以上特點，本設備中使用貫流風機作為強制循環(huán)風機是較理想的選擇。

4、結(jié)論

1) 對爐氣循環(huán)網(wǎng)帶式回火爐空爐時爐膛內(nèi)部的流場進行數(shù)值模擬，對流場的均勻性進行針對性的研究，指出在原始爐型結(jié)構(gòu)下流場的不均性主要表現(xiàn)為:①爐膛尾部的上方加熱區(qū)存在大范圍渦旋; ②工作區(qū)的流場速度分布不均勻。

2) 對爐膛尾部上方加熱區(qū)形成大范圍渦旋的原因進行分析，提出改進方案: 增加導向葉片數(shù)，將原回轉(zhuǎn)大股氣流分成互不干擾的多份小股氣流，且使小股氣流的流出方向皆為水平; 結(jié)構(gòu)改進后渦旋消除，流場組織情況良好。

3) 對工作區(qū)流場不均勻的原因進行分析，提出通過在風機蝸殼出風口增加導流板減小氣流間相互擾動的方式來提高工作區(qū)整體的流場均勻性; 結(jié)構(gòu)改進后流場均勻程度顯著提高。


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• 詞條

  詞條說明

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