,340 北京科技大学学报 2006年第4期 4 模拟结果与分析 (a),(b)速度等值线图中可以看到，悬链线拱顶 4.1半球形拱顶流场和实际的悬链线性拱顶流 中1.6~2.3ms1的“高速"区域(G~I)和1.0~ 场的对比 1.6ms1的“中速”区域(E~G)在整个横截面中 所占的比例都较半球形拱顶大，而0.50.9m· 通过数值模拟，对比了相同底面直径的半球 形拱顶和悬链线形拱顶的流场分布，图3是拱顶 s的“低速”区域(C,D)比半球形拱顶小，从图3 空间内烟气出口横截面上速度分布图，从图3 (c),(d)的速度等值立体图中能够明显看出， SPEED L3.000 H 800 G 650 F G E 200 D D 1.050 H D G c B 0300 0150 AI0.000 ()半球形拱顶烟气速度等值线图(Z乙-0 (化)悬链线形拱顶烟气速度等值线图（☑0） SPEED L13000 J 100 H F E D c (©)半球形拱顶烟气速度等值立体图（☑0） (d)悬链线形拱顶烟气速度等值立休图(Z0.05) 图3拱顶空间内烟气出口横截面上速度分布图 Fig-3 Distribution of velocity on the cross section of the dome 图4是拱顶纵剖面流场分布图.可以看到， 比例大，整体而言，半球形拱顶比悬链线形拱顶 考贝式热风炉由于燃烧室偏于炉子一侧，烟气在 的“偏流”更为严重， 上升中沿着拱顶运动而造成蓄热室格子砖断面上 原鞍山钢铁学院以鞍钢九高炉热风炉为模拟 远离燃烧室一侧进入的烟气多，而靠近燃烧室一 对象，就内燃式热风炉的拱顶形状对蓄热室横断 侧的格子砖内进入的烟气少，即发生了“偏流”. 面上气流分布的影响作过模型实验山.结果表 在拱顶空间内，烟气从燃烧室进入有限的拱顶空 明：(1)在拱顶空间内，烟气从燃烧室进入有限的 间后，气流受到压缩发生强烈地回旋，按其状态可 拱顶空间后，气流受到压缩发生强烈的回旋，按其 分为三个区域：最外层是具有势流性质的主流区， 状态可分为三个区域：最外层是具有势流性质的 压力较高，进入格子砖内的烟气量也较大；中心是 主流区，压力较高，进入格子砖内的烟气量也较 静压力几乎相等、气体为更新很慢的气流核，该区 大；中心是静压力几乎相等、气体更新很慢的气流 域进入格子砖内的烟气量较小；在气流核与主流 核，该区域进入格子砖内的烟气量较小；在气流核 区之间是一个强烈的回旋区，两种拱顶虽然都有 与主流区之间是一个强烈的回旋区，(2)风量相 回旋气流，但因拱顶结构形式不同，其形状也不 同时，悬链线拱顶热风炉蓄热室横断面上气流分 同.可以看到，半球形拱顶流场中的回旋区比悬 布均匀程度比半球形拱顶好，这与本文数值模拟 链线拱顶流场中的回旋区在整个拱顶空间所占的 的结果是相吻合的，4 模拟结果与分析 4∙1 半球形拱顶流场和实际的悬链线性拱顶流 场的对比 通过数值模拟‚对比了相同底面直径的半球 形拱顶和悬链线形拱顶的流场分布．图3是拱顶 空间内烟气出口横截面上速度分布图．从图3 （a）‚（b）速度等值线图中可以看到‚悬链线拱顶 中1∙6～2∙3m·s －1的“高速”区域（G～I）和1∙0～ 1∙6m·s －1的“中速”区域（E～G）在整个横截面中 所占的比例都较半球形拱顶大‚而0∙5～0∙9m· s －1的“低速”区域（C‚D）比半球形拱顶小‚从图3 （c）‚（d）的速度等值立体图中能够明显看出． 图3 拱顶空间内烟气出口横截面上速度分布图 Fig．3 Distribution of velocity on the cross section of the dome 图4是拱顶纵剖面流场分布图．可以看到‚ 考贝式热风炉由于燃烧室偏于炉子一侧‚烟气在 上升中沿着拱顶运动而造成蓄热室格子砖断面上 远离燃烧室一侧进入的烟气多‚而靠近燃烧室一 侧的格子砖内进入的烟气少‚即发生了“偏流”． 在拱顶空间内‚烟气从燃烧室进入有限的拱顶空 间后‚气流受到压缩发生强烈地回旋‚按其状态可 分为三个区域：最外层是具有势流性质的主流区‚ 压力较高‚进入格子砖内的烟气量也较大；中心是 静压力几乎相等、气体为更新很慢的气流核‚该区 域进入格子砖内的烟气量较小；在气流核与主流 区之间是一个强烈的回旋区．两种拱顶虽然都有 回旋气流‚但因拱顶结构形式不同‚其形状也不 同．可以看到‚半球形拱顶流场中的回旋区比悬 链线拱顶流场中的回旋区在整个拱顶空间所占的 比例大．整体而言‚半球形拱顶比悬链线形拱顶 的“偏流”更为严重． 原鞍山钢铁学院以鞍钢九高炉热风炉为模拟 对象‚就内燃式热风炉的拱顶形状对蓄热室横断 面上气流分布的影响作过模型实验［1］．结果表 明：（1）在拱顶空间内‚烟气从燃烧室进入有限的 拱顶空间后‚气流受到压缩发生强烈的回旋‚按其 状态可分为三个区域：最外层是具有势流性质的 主流区‚压力较高‚进入格子砖内的烟气量也较 大；中心是静压力几乎相等、气体更新很慢的气流 核‚该区域进入格子砖内的烟气量较小；在气流核 与主流区之间是一个强烈的回旋区．（2）风量相 同时‚悬链线拱顶热风炉蓄热室横断面上气流分 布均匀程度比半球形拱顶好．这与本文数值模拟 的结果是相吻合的． ·340· 北 京 科 技 大 学 学 报 2006年第4期