شبيه سازي عددي جريان سيال مذاب و انتقال حرارت در كوره هاي EAF

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده در طي ساليان اخير استفاده از كورههاي قوس الكتريكي براي توليد فولاد رشد چشمگيري داشته است. اين رشد روزافزون استفاده از انرژي الكتريكي به جاي سوخت‌هاي فسيلي براي ذوب، نشان‌دهنده ضرورت مطالعه و تحقيق در اين زمينه است. در كوره جريان متناوب قوس الكترود منحرف‌شده است كه موجب به وجود آمدن نقاط گرم در ديواره كوره و ذوب تا همگون قراضه مي‌شود. در كوره جريان مستقيم تشعشع قوس در تمام جهات به طور يكنواخت است و يك ذوب يكسان در اطراف الكترود ايجاد مي‌كند. مزاياي ادعاشده براي عملكرد كوره‌هاي قوس الكتريك جريان مستقيم در قياس با كوره‌هاي جريان متناوب را مي‌توان در كاهش مصرف الكترود، كاهش ولتاژ فليكر كاهش مصرف انرژي، كاهش مصرف آجرنسوز و كاهش بسيار زياد سر و صداي ناشي از عملكرد كوره برشمرد. در اين پايان‌نامه معادلات حاكم بر جريان حمام مذاب به كمك نرم‌افزار فلوئنت حل‌شده‌اند. همچنين مدل‌سازي هندسي مسئله نيز توسط نرم‌افزار انسيس فلوئنت صورت گرفته است. به‌منظور شبيه‌سازي معادلات الكترومغناطيس از مدل كمكي MHD نرم‌افزار فلوئنت استفاده است. نتايج حاصل نشان مي‌دهد كه عوامل مؤثر در حركت از قبيل شناوري و نيروي لورنتس هر كدام تأثير خاصي به نحوه گردش مذاب دارند همچنين شار حرارتي در ورودي بيشترين مقدار است به دليل اينكه جريان برگشتي ناشي از شناوري موجب مي‌شود، در ادامه شار حرارتي كاهش يابد. بررسي نمودار تنش برشي و آمپراژ نشان مي‌دهند كه تنش برشي هم در ابتدا ورودي مذاب بيشترين مقدار را دارد سپس هر چه جلوتر مي‌رود مقدار آن كاهش‌يافته به صفر نزديك مي‌شود و همچنين با افزايش ميزان آمپراژ، ميران جريان الكتريكي گذرنده از مذاب افزايش مي‌يابد و در نتيجه اثر ميدان القايي الكترومغناطيسي نيز افزاينده مي‌شود و علت ثابت ماندن تقريبي دماي مذاب توان ورودي از قوس الكتريكي به مذاب متأثر ضخامت و نوع سرباره نيست؛ بلكه تماماً وابسته به توان قوس است.

233363

تبديل انرژي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان