670 北京科技大学学报 第35卷 由于模拟气体燃料的燃烧，燃烧速度很快，认2.1马弗炉内温度场 为反应速率由湍流控制，故反应速率采用涡耗散模 从图3中可以看出，马弗管内壁温度普遍较 型来计算5) 均匀，上半部分对应喷嘴处温度偏高，下端温度最 离散坐标辐射(DO)模型适用范围最广，对所 低.实际马弗管使用时，下端自由垂放伸进密封液 有光学深度的辐射和有局部热源的非灰体辐射问题 体中，带钢刚进入马弗管时温度最低，故下端温度 均适用，因此本文辐射模型选用离散坐标辐射模 偏低。马弗管内壁大部分区域温度分布较均匀，与 型1. 实际所要达到的温度相差不大 计算方法选择反复迭代的SIMPLE算法，扩散 温度/K 项采用中心差分格式，对流项采用改进的具有二阶 1840 精度的迎风格式. 1755.07 1670.13 2计算结果和分析 1585.2 1500.27 计算所得马弗炉内监测点温度与某不锈钢公 1415.33 1330.4 司大型光亮退火线的典型规格304不锈钢带退火 1245.47 过程现场采用热电偶测试的温度比较如表2所示. 1160.53 可以看出计算值与实测值较为相近，平均相对误差 1075.6 990.667 35%,与实际要求相差很小，故所建模型和计算方 905.733 法是合理的.为了方便描述，建立了两个辅助面如 820.8 735.867 图2中A-A截面和B-B截面. 650.933 566 表2各加热区计算温度与实际温度对比 →X Table 2 Calculated temperature and actual data in 图3马弗管内壁温度分布 different heating areas Fig.3 Temperature distribution of the muffle tube inner-wall 加热区实际温度/K监测温度/K绝对误差/K相对误差/% 1 1417 1361 56 4.0 2 1413 1365 图4为马弗炉不同位置径向截面的温度分布， 48 3.4 3 1413 1363 多 3.3 可知马弗炉内大部分区域温度比较均匀.燃气进入 4 1420 1367 必 3.7 炉膛内开始燃烧，燃烧火焰沿马弗炉圆周方向分布， 5 1415 1369 3.3 靠近马弗炉壁面一侧.由于有辐射散热，马弗管区 6 1414 1373 41 2.9 域和马弗炉壁面温度偏低 温度/K 1960.00 1886.63 1813.26 1519.79 1446.42 1373.05 1299.68 1226.32 1152.95 1079.58 859,474 786.105 712.737Y 639.368 566.000 A-A B-B 图4马弗炉不同位置径向截面温度分布 Fig.4 Temperature distribution in radial sections at different positions of the muffle furnace. 6 7 0 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 卷 马弗炉内温度场 从图 中可 以看出, 马弗管 内壁温度普遍较 均匀 , 上半部分对应喷嘴处温度偏高 , 下端温度最 低 实际马弗管使用时, 下端 自由垂放伸进密封液 体中, 带钢刚进入马弗管时温度最低, 故下端温度 偏低 马弗管 内壁大部分区域温度分布较均匀 , 与 实际所要达到的温度相差不大 龙 石 了 匕一、 温﹂度绷目﹃﹁︺ 由于模拟气体燃料的燃烧 , 燃烧速度很快 , 认 为反应速率 由湍流控制 , 故反应速率采用涡耗散模 型来计算 卜 离散坐标辐射 模型适用范围最广, 对所 有光学深度的辐射和有局部热源的非灰体辐射问题 均适用 , 因此 本文辐射模型选用离散坐标辐射模 型 计算方法选择反复迭代的 算法, 扩散 项采用中心差分格式, 对流项采用改进 的具有二阶 精度的迎风格式 计算结果和分析 计算所得马弗炉 内监测 点温度 与某不锈钢公 司大型光亮退火线的典型规格 不锈钢带退火 过程现场采用热 电偶测试 的温度 比较如表 所示 可 以看 出计算值与实测值较为相近, 平均相对误差 , 与实际要求相差很小, 故所建模型和计算方 法是合理 的 为了方便描述 , 建立了两个辅助面如 图 中 一 截面和 一 截面 表 各加热区计算温度与实际温度对比 傲 加热区 实际温度 监测温度 绝对误差 相对误差 图 马弗管 内壁温度分布 图 为马弗炉不同位置径 向截面的温度分布 , 可知马弗炉 内大部分区域温度 比较均匀 燃气进入 炉膛内开始燃烧, 燃烧火焰沿 马弗炉圆周方向分布, 靠近马弗炉壁面一侧 由于有辐射散热 , 马弗管区 域和马弗炉壁面温度偏低 温度 巧 滩 刀 卫 图 马弗炉不同位置径 向截面温度分布