摘要本文进行了对某公司的顶燃式热风炉的燃烧过程的数值模拟的研究。首先通过简 化物理模型，利用 soildworks 2014 绘制草图，得到顶燃式热风炉的三维模型。导入 Workbench，再进行网格划分，热风炉主体采用六面体网格单元，空气煤气环管道采 用四面体网格。然后建立炉内燃烧的数学物理模型，采用非预混燃烧的方法，进行数 值模拟。并对结果进行分析，得到炉体内部的温度场分布，CO 浓度场。然后通过调 整空气比，探讨空气比对温度场以及火焰长度的影响。通过计算机的数值模拟可以了 解顶燃式热风炉的内部温度场等的分布，这样便于优化热风炉结构，提高热风炉寿命， 提高风温，从而使热风炉技术进步。81726

研究结果表明：适当提高空气比可以提高风温，同时空气比越高，火焰长度越短 热风炉的使用寿命越长。

毕业论文关键词：顶燃式热风炉；数值模拟；空气比

Abstract In this paper, the numerical simulation of the combustion process of a company's top combustion hot blast stove is studied in this paper。 Firstly, by simplifying the physical model, the three-dimensional model of top combustion hot blast stove was obtained by using SoildWorks 2014。 Into the workbench, then carries on the grid pision, the hot air furnace body using hexahedral mesh unit, air and gas ring pipeline using tetrahedral mesh。 The mathematical physical model of combustion in the furnace is established, and the numerical simulation is carried out by using non premixed combustion method。 And the results are analyzed, and the temperature field distribution in the furnace body is obtained, and the CO concentration field is obtained。 By adjusting the air ratio, the influence of the air ratio on the temperature field and the flame length is discussed。 Through computer numerical simulation can understand top combustion type hot air furnace internal temperature field distribution, so it is easy to hot blast stove structure  optimization, improve the service life of hot blast furnace, increasing blast temperature, so that the hot blast stove technology progress。

The results show that the air temperature is increased and the air ratio is higher, the shorter the length of the hot blast stove is, the longer the service life of the hot blast stove is。

Keywords: Top combustion hot blast stove; numerical simulation; Air ratio

目 录

第一章 绪论 3

1。1 选题的意义 3

1。2 热风炉的研究现状 4

1。3 热风炉的工作原理以及分类 5

1。4 计算机技术在热风炉传热过程中的应用 8

1。5FLUENT 燃烧模型的介绍 9

1。6 本课题的研究目的和主要研究内容 10

第二章 简述 CFD 研究方法 11

2。1 了解计算流体力学 11

2。2FLUENT 软件的介绍 11

2。3 燃烧模型的选择 12

2。4 顶燃式热风炉的数学模型 12

第三章 热风炉内部燃烧过程的物理模型 15

3。1 顶燃式热风炉的物理模型 15

3。2 网格划分 19

第四章 热风炉燃烧过程数值模拟结果分析