【ANSYS使用技巧】热镀锌合金化炉中流动与传热特性研究

以热镀锌机组合金化炉为研究对象，建立合金化炉内空气流动与热交换的物理模型和数学模型，对炉体侧封不同高度以及增设阻流板前后情况进行对比，研究阻流板对带钢表面温度的影响。利用ANSYS CFX16.0 软件，采用标准k-e 湍流模型，在炉体侧封高度分别为0m（无侧板）、0.09m、1.29m的情况下，对合金化炉内流场和温度场的分布进行数值模拟研究，并验证数值模拟的准确性，最终得到炉内流场和温度场分布特征，如图1、图2、图3所示，为相同的测封高度下，有无阻流板的速度矢量图。

结果表明：（1）烟囱效应是合金化炉内温度散失的主要原因，相同的加热功率下，合金化炉在无测板的情况下增设阻流板，阻流板抑制外部低温气流与炉内气流的混合，阻碍低温气流对炉内气流正烟囱效应的作用，热能向外散失减少，整个炉体内温度升高，引起带钢表面温度升高。（2）相同的加热功率下，在合金化炉的冷却区入口处对称设置高度是0.09m、1.29m的侧板，带钢表面温度升高；同等条件下，在保温区的出口处对称增设长宽分别为1.5m 和0.25m的阻流板，抑制炉内的正向烟囱效应，阻碍热量的向上运动，带钢表面温度整体降低。