مطالعه تجربی و بهینه سازی عددی پارامترهای هندسی مشعل در کوره پیش گرم خط پرس مجتمع صنعتی فولاد اسفراین

در این پژوهش به مطالعه تجربی و مدلسازی پارامترهای هندسی یک مشعل کوره پیش گرم در خط پرس مجتمع صنعتی اسفراین پرداخته شده است. جهت بهبود فرآیند احتراق در مشعل، سه قطر مختلف (۱۰، ۲۰ و ۳۰ میلیمتر) برای نافی و سه طول مختلف (۲۲۵، ۲۵۰ و ۳۰۰ میلیمتر) برای طول اختلاط مشعل در نظر گرفته شده است. برای شبیه سازی از نرم افزار انسیس-فلوئنت و از مدل آشفتگی ε-RNG k استفاده شده است و نتایج مدلسازی نشان می دهد که روش اعمال شده دقت خوبی داشته و حداکثر با ۲۳% خطا مقادیری بیشتر از مقادیر تجربی برای دما نشان می دهد که این اختلاف دما به علت عدم اندازه گیری دقیق دبی هوای ورودی و همچنین اندازه گیری نقطه ای دما در مشعل ایجاد شده است. در بررسی اثر قطر نافی مشاهده شده است که با افزایش قطر نافی از ۱۰ تا ۳۰ میلیمتر، ماکزیمم دمای داخل مشعل ۶% افزایش داشته است که در برابر افزایش ناچیز آلاینده اکسیدهای نیتروژن در داخل مشعل، از بین قطر های انتخابی قطر ۳۰ میلیمتر برای طراحی بهینه انتخاب شده است. همچنین نتایج بررسی اثر طول اختلاط بر عملکرد مشعل نشان داده است که با افزایش طول، میزان گرمای تولیدی بطور ناچیزی کاهش پیدا می کند که با توجه به پایداری مطلوب تر آلاینده های اکسید نیتروژن بعلت فضای بیشتر و واکنش کاملتر، طول ۳۰۰ میلیمتر برای طراحی بهینه انتخاب شده است.

Keywords:

Combustion , Burner , Gas usage , Optimization , Industrial Complex , احتراق , مشعل , مصرف گاز , بهینه سازی , مجتمع صنعتی