[發明專利]一種電熱輥道爐結構優化方法

在審

• 申請號: 201710431335.2
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107341291A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 李鵬飛;蘇文生;周時宇;王世剛
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十八研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 周長清,廖元寶

1.一種電熱輥道爐結構優化方法，其特征在于，步驟為：

S01、建立多種具有不同設計參數的輥道爐爐體模型；

S02、將各輥道爐爐體模型導入ICEM CFD軟件，進行模型修補和網格劃分，并將網格劃分后生成的網格文件導入至ANSYS Fluent軟件；

S03、在ANSYS Fluent軟件中設置材料物性參數、計算邊界條件以及選擇計算模型，對計算域進行初始化后利用求解器進行計算；

S04、將ANSYS Fluent軟件計算得到的結果文件導入后處理軟件CFD-POST中，對不同模型的爐膛中心截面的無量綱溫差系數進行對比分析，將溫差系數較小的輥道爐爐體模型作為優選方案。

2.根據權利要求1所述的電熱輥道爐結構優化方法，其特征在于，將優選方案進行至少一次的設計參數調整，并重復步驟S02～S04，確定最終的輥道爐爐體模型。

3.根據權利要求1所述的電熱輥道爐結構優化方法，其特征在于，所述設計參數包括爐膛寬高比、硅碳棒間距、進氣口直徑和排氣口直徑中的一種或多種。

4.根據權利要求1至3中任意一項所述的電熱輥道爐結構優化方法，其特征在于，在步驟S01中，通過Solidworks軟件建立輥道爐爐體模型。

5.根據權利要求1至3中任意一項所述的電熱輥道爐結構優化方法，其特征在于，所述模型文件格式為*.x_t格式；所述網格文件格式為*.msh格式。

6.根據權利要求1至3中任意一項所述的電熱輥道爐結構優化方法，其特征在于，所述步驟S03中的材料物性參數包括密度、比熱容和熱導率。

7.根據權利要求1至3中任意一項所述的電熱輥道爐結構優化方法，其特征在于，所述步驟S03中的計算邊界條件包括：進氣口類型為速度入口，速度v＝0.2m/s；出氣口類型為壓力出口，壓力P＝2Pa；硅碳棒表面類型為壁面，表面熱流密度q＝5.8×10⁴W/m²；爐體外表面類型為壁面，對流換熱系數h＝15W/(℃·m²)。

8.根據權利要求1至3中任意一項所述的電熱輥道爐結構優化方法，其特征在于，所述步驟S03中的計算模型包括湍流模型和輻射模型。

9.根據權利要求8所述的電熱輥道爐結構優化方法，其特征在于，所述湍流模型為標準k-ε雙方程模型；所述輻射模型為DO輻射模型。

10.根據權利要求1至3中任意一項所述的電熱輥道爐結構優化方法，其特征在于，所述溫差系數定義為：

其中，為爐膛中心截面的平均溫度，σ為爐膛中心截面所有節點溫度的標準差。