مدل سازی عددی کوره دوار سیمان

thesis
abstract

کوره های دوار سیمان به طور گسترده برای تبدیل مواد خام به کلینکر مورد استفاده قرار می-گیرند. کارکرد این کوره فرآیندی پیچیده و شامل پدیده‏های گوناگونی است که مهمترین آن‏ها جریان واکنشی مواد بستر، احتراق آشفته سوخت گازی و تشعشع در یک بدنه دوار و اندرکنش حرارتی و جرمی بین بخش‏های مذکور هستند. در تحقیق حاضر برای تحلیل رفتار فرآیندهای درون کوره، در ابتدا یک مدل یک‏بعدی بر اساس مدل اِسپنگ توسعه داده شد. نتایج نشان دادند که % 20 حرارت به طور مستقیم از گازهای داغ حاصل از احتراق و % 28 از بدنه به مواد بستر انتقال می‏یابد، % 12 حرارت نیز از بدنه وارد محیط می‏شود. از 40 % حرارت باقی‏مانده بخشی از جریان گاز به بدنه کوره انتقال یافته و بخش دیگر با کلینکر از کوره خارج می‏شود. در این حالت بازده حرارتی کوره % 48 است. در ادامه تأثیر سیستم زنجیری بر بهبود انتقال حرارت درون کوره‏های دوار تر بررسی شد. در نتیجه با استفاده از سیستم زنجیری ، بازده حرارتی کوره 6 % افزایش یافت. بررسی انجام شده همچنین نشان داد که تقریباً نیمی از co2 تولیدی از واکنش‏های مواد بستر و نیمی دیگر از احتراق حاصل می‏شود. در گام بعد، شبیه‏سازی دو بعدی کوره دوار سیمان برای بررسی ساختار دمایی و ابعادی شعله و تولید گونه co2 با استفاده از یک شبکه محاسبات موازی مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی مدل‏های احتراقی نشان داد که از لحاظ زمان اجرا، مدل pasr زمان‏برترین و مدل کسر مخلوط سریع‏ترین مدل می‏باشد (که هر دو فیزیک جریان را نیز به خوبی پیش‏بینی می‏کنند). نتایج همچنین نشان دادند که افزایش دمای هوای ثانویه از 300 به 800 کلوین، باعث افزایش 1 متری طول شعله می شود. این افزایش طول منجر به بهبود انتقال حرارت در منطقه پخت نهایی مواد بستر و البته افزایش 12 درصدی تولید co2 شد. با افزایش 25 درصدی مقدار هوای اولیه ورودی، طول شعله 5/0 متر و دمای بیشینه درون کوره 150 کلوین کاهش یافتند. بنابراین نتایج نشان می‏دهند که برای بهبود انتقال حرارت به مواد، کارکرد بهتر کوره در کمترین مقدار ممکن هوای اولیه به دست می‏آید. همچنین با افزایش زاویه نازل هوای اولیه نسبت به حالت افقی به 20 درجه، دمای بیشینه شعله210 کلوین و تولید گاز گلخانه‏ای co2 19 درصد کاهش یافت. نتایج همچنین نشان دادند که با افزایش زاویه، دمای قسمت‏هایی از بدنه داخلی بیش ‏از حد افزایش می‏یابد، بنابراین محدودیت متالورژیکی لایه دیرگداز بدنه داخلی در انتخاب زاویه نازل باید در نظر گرفته شود.

similar resources

بررسی مدل‏های احتراقی در شبیه‏ سازی عددی کوره دوار سیمان

کوره های دوار سیمان به طور گسترده برای تبدیل مواد خام به کلینکر مورد استفاده قرار می گیرند. کارکرد این کوره فرآیندی پیچیده و شامل پدیده‏های گوناگونی است که مهمترین آن‏ها جریان واکنشی مواد بستر، احتراق آشفته سوخت گازی و تشعشع در یک بدنه دوار و اندرکنش حرارتی و جرمی بین بخش‏های مذکور هستند. در کار حاضر با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی، یک مدل عددی برای این کوره ارائه شده است که در آن سه ناحی...

full text

نگهداشت انرژی با استفاده از مدل سازی کوره دوار سیمان

تولید سیمان یک فرآیند به شدت انرژی بر می باشد و کوره دوار مهم ترین بخش فرآیند است. کوره دوار به عنوان یک راکتور و با توجه به ماهیت پیچیده ی واکنش های فیزیکی و شیمیایی در آن و نیز پارامترهای متعدد موثر بر کیفیت، معادلات دینامیکی پیچیده ای دارد که درک آن ها نیاز به شناخت دقیق پدیده های انتقال دارد. عملکرد بهینه ی کوره امکان نگهداشت بخشی از انرژی حرارتی را که به طور عادی در فرآیند تلف می گردد را ف...

full text

مدل سازی کوره دوار سیمان بر اساس مدل اِسپنگ به منظور بررسی تولید CO2 در فرآیند تولید سیمان

کوره های دوار سیمان به طور گسترده برای تبدیل خوراک خام به کلینکر مورد استفاده قرار می گیرند. مدل سازی کوره دوار سیمان با توجه به شرایط حاکم بر آن (شامل انتقال حرارت هدایت، جابجایی و تشعشع، واکنش های شیمیایی بین مواد جامد و جریان گاز و چرخش کوره) دارای معادلات دینامیکی پیچیده و غیرخطی می باشد. در تحقیق حاضر با اِعمال یک مدل یک بعدیِ در حالت پایا مبتنی بر مدل اِسپنگ رفتار فرآیندهای درون کوره دوار سی...

full text

نگهداشت انرژی با استفاده از مدل‌سازی کوره دوار سیمان

تولید سیمان یک فرآیند به شدت انرژی بر می‌باشد و کوره دوار مهم‌ترین بخش فرآیند است. کوره دوار به عنوان یک راکتور و با توجه به ماهیت پیچیده‌ی واکنش‌های فیزیکی و شیمیایی در آن و نیز پارامترهای متعدد موثر بر کیفیت، معادلات دینامیکی پیچیده‌ای دارد که درک آن‌ها نیاز به شناخت دقیق‌ پدیده‌های انتقال دارد. عملکرد بهینه‌ی کوره امکان نگهداشت بخشی از انرژی حرارتی را که به طور عادی در فرآیند تلف می‌گردد را ...

full text

مدل سازی کوره دوار سیمان بر اساس مدل اِسپنگ به منظور بررسی تولید co۲ در فرآیند تولید سیمان

کوره های دوار سیمان به طور گسترده برای تبدیل خوراک خام به کلینکر مورد استفاده قرار می گیرند. مدل سازی کوره دوار سیمان با توجه به شرایط حاکم بر آن (شامل انتقال حرارت هدایت، جابجایی و تشعشع، واکنش های شیمیایی بین مواد جامد و جریان گاز و چرخش کوره) دارای معادلات دینامیکی پیچیده و غیرخطی می باشد. در تحقیق حاضر با اِعمال یک مدل یک بعدیِ در حالت پایا مبتنی بر مدل اِسپنگ رفتار فرآیندهای درون کوره دوار سی...

full text

مدل سازی کوره دوار سیمان بر اساس مدل اِسپنگ به منظور بررسی تولید co2 در فرآیند تولید سیمان

کوره های دوار سیمان به طور گسترده برای تبدیل خوراک خام به کلینکر مورد استفاده قرار می گیرند. مدل سازی کوره دوار سیمان با توجه به شرایط حاکم بر آن (شامل انتقال حرارت هدایت، جابجایی و تشعشع، واکنش های شیمیایی بین مواد جامد و جریان گاز و چرخش کوره) دارای معادلات دینامیکی پیچیده و غیرخطی می باشد. در تحقیق حاضر با اِعمال یک مدل یک بعدیِ در حالت پایا مبتنی بر مدل اِسپنگ رفتار فرآیندهای درون کوره دوار سی...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی مکانیک

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023