بررسی مدل‏های احتراقی در شبیه‏ سازی عددی کوره دوار سیمان

Abstract

کوره‌های دوار سیمان به طور گسترده برای تبدیل مواد خام به کلینکر مورد استفاده قرار می‌گیرند. 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 ناحیه احتراق، واکنش مواد بستر و بدنه کوره لحاظ شده است. با شبیه‏سازی دوبعدی متقارن محوری این کوره با استفاده از این مدل، مدل‏های احتراقی واکنشگاه نیمه مخلوط، اتلاف گردابه و مدل کسر مخلوط در کوره‏های دوار سیمان، با استفاده از یک شبکه محاسبات موازی مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به محدوده زیاد عدد دامکولر در میدان کوره (17> Da > 7/0) انتخاب مدل احتراقیِ مناسب دشوار می‏باشد. نتایج نشان دادند که از لحاظ زمان اجرا، مدل واکنشگاه نیمه مخلوط زمان‏برترین و مدل کسر مخلوط سریع‏ترین مدل می‏باشند، در حالی که هر دو مدل فیزیک جریان را نیز به خوبی پیش‏بینی می‏کنند.