Моделирование гидродинамики процесса горения кокса каменного угля в приборе термогравиметрического анализа

Abstract

Efficiency improvement of the metallurgical industry equipment requires research of coke kinetic characteristics. Thermal gravimetric analysis (TGA) allows such studies of solid fuel characteristics. TGA instrument (particularly bake) structurally complicated and does not allow to experimental-ly determining some important process parameters such as aerodynamic characteristics, and distri-bution of gases in the kiln volume. These parameters are generally determined by computational fluid dynamics (CFD). In this report, the segment of the crucible interior, as well as the space that was washing the crucible itself, was modeled. The moments of combustion at temperatures of 491 оС, 700 оС и 907 оС were simulated, the system was considered isothermal. A comparison of the results obtained for these three cases made it possible to establish the character of the concentration fields of each of the gases.

Для повышения эффективности работы оборудования металлургической промышленности необходимо изучать кинетические характеристики одного из главного сырья – кокса. Термогравиметрический анализ (ТГА) позволяет проводить такие исследования характеристик твердого топлива. Прибор ТГА (в частности печь) конструктивно сложен и не позволяет экспериментально определять некоторые важные параметры процесса, такие как аэродинамические особенности и распределение газов в объёме печи. Данные параметры, как правило, определяют методом вычислительной гидродинамики (CFD). В данном докладе моделировался сегмент внутреннего, а также пространства, омывающего сам тигель. Моделировались моменты горения при температурах 491 оС, 700 оС и 907 оС, система считалась изотермичной. Сравнение результатов, полученных для этих трёх случаев, позволило установить характер концентрационных полей каждого из газов.