一种辐射管加热炉板坯加热模拟仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种辐射管加热炉板坯加热模拟仿真方法，该方法首先建立三维仿真模型，然后通过Interface面模拟辐射管在炉体内的传热过程，最后通过仿真软件进行模拟和求解，同时进行后续的可视化显示结果，该方法与传统通过实验测试板坯温度的方法相比，本方法只需通过计算机模拟即可预知板坯表面及内部温度，可以极大的节省人工测试成本。与烧嘴直接在炉内喷气燃烧不同，此次模拟通过耦合Interface面的方法实现了辐射管内燃烧气体与炉内保护气体的间接换热。本模型通过对板坯温度提供合理预测，可以用于识别潜在的生产问题并优化炉子运行。

【技术实现步骤摘要】
一种辐射管加热炉板坯加热模拟仿真方法
本专利技术属于计算流体力学领域，具体涉及一种辐射管加热炉板坯加热模拟仿真方法。
技术介绍
加热炉是重要的热加工设备。因为加热炉的直接燃烧，板坯与燃烧产物直接接触，导致板坯在加热过程表面氧化或脱碳。为了避免这些影响，通常在加热炉中使用辐射管来分离炉内保护气体与燃烧气体。炉内保护气体与燃烧气体之间的传热是在炉内间接发生的。由于煤气的燃烧，加热炉的温度很高，这使得很难手工研究过程中涉及的参数。这种实验的重复性还需要大量的资源，主要是金钱和人力。因此，CFD已成为近年来研究高温应用的热点。CFD可用于研究传热机理，无需付出很大的成本就可以地研究及改进加热炉内状况。近年来在实用性和商业性的应用中取得显著的进展。通过对国内外加热炉数值模拟方面的研究分析，目前基本都是对不带辐射管的直燃式加热炉模拟。中南大学王春生等人在专利【CN106650133A】中介绍了一种加热炉内导热流体仿真方法。其中详细说明了加热炉内炉体、板坯和烧嘴的建模与模拟方法。这种模型即是烧嘴直接暴露在炉内，并没有辐射管阻断燃烧产物与板的直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐射管加热炉板坯加热模拟仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，根据实际的加热炉结构，建立加热炉的炉体(2)、板坯(1)和辐射管(4)的三维仿真模型，炉体(2)内分布的气体为炉气；/n步骤2，切分炉气和辐射管(4)，分离炉气与辐射管(4)的接触面，形成辐射管(4)的外壁面和炉气的内表面，通过mesh interface耦合炉气的内表面和辐射管(4)的外壁面，在辐射管(4)外部形成固体面，使得板坯(1)的受热包括辐射管(4)的对流传热和炉气的辐射传热；/n步骤3，在板坯(1)同时受到对流传热和辐射传热的基础上，对板坯(1)的三维仿真模型模拟并求解，得到板坯(1)表面及内部加热中的...

【技术特征摘要】
1.一种辐射管加热炉板坯加热模拟仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据实际的加热炉结构，建立加热炉的炉体(2)、板坯(1)和辐射管(4)的三维仿真模型，炉体(2)内分布的气体为炉气；
步骤2，切分炉气和辐射管(4)，分离炉气与辐射管(4)的接触面，形成辐射管(4)的外壁面和炉气的内表面，通过meshinterface耦合炉气的内表面和辐射管(4)的外壁面，在辐射管(4)外部形成固体面，使得板坯(1)的受热包括辐射管(4)的对流传热和炉气的辐射传热；
步骤3，在板坯(1)同时受到对流传热和辐射传热的基础上，对板坯(1)的三维仿真模型模拟并求解，得到板坯(1)表面及内部加热中的温度变化过程；
步骤4，可视化求解结果，得到板坯(1)的速度流线图和温度云图，仿真结束。


2.根据权利要求1所述的一种辐射管加热炉板坯加热模拟仿真方法，其特征在于，步骤1中，所述三维仿真模型由Gambit建立。


3.根据权利要求1所述的一种辐射管加热炉板坯加热模拟仿真方法，其特征在于，步骤1中，炉体(2)的炉壁为绝热壁面。


4.根据权利要求1所述的一种辐射管加热炉板坯加热模拟仿真方法，其特征在于，步骤1中，所述三维仿真模型还包括辊道(3)的仿真模型。


5.根据权利要求1所述的一种辐射管加热炉板坯加热模拟仿真方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞玉华，高强，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61