مطالعه تجربي و بهينه‌سازي عددي پارامترهاي هندسي مشعل در كوره‌ پيش گرم خط پرس مجتمع صنعتي فولاد اسفراين

در اين پژوهش به مطالعه تجربي و مدلسازي پارامترهاي هندسي يك مشعل كوره پيش گرم در خط پرس مجتمع صنعتي اسفراين پرداخته شده است. جهت بهبود فرآيند احتراق در مشعل، سه قطر مختلف (10، 20 و 30 ميليمتر) براي نافي و سه طول مختلف (225، 250 و 300 ميليمتر) براي طول اختلاط مشعل در نظر گرفته شده است. براي شبيه سازي از نرم افزار انسيس-فلوئنت و از مدل آشفتگي ε-RNG k استفاده شده است و نتايج مدلسازي نشان مي دهد كه روش اعمال شده دقت خوبي داشته و حداكثر با 23% خطا مقاديري بيشتر از مقادير تجربي براي دما نشان مي دهد كه اين اختلاف دما به علت عدم اندازه گيري دقيق دبي هواي ورودي و همچنين اندازه گيري نقطه اي دما در مشعل ايجاد شده است. در بررسي اثر قطر نافي مشاهده شده است كه با افزايش قطر نافي از 10 تا 30 ميليمتر، ماكزيمم دماي داخل مشعل 6% افزايش داشته است كه در برابر افزايش ناچيز آلاينده اكسيدهاي نيتروژن در داخل مشعل، از بين قطر هاي انتخابي قطر 30 ميليمتر براي طراحي بهينه انتخاب شده است. همچنين نتايج بررسي اثر طول اختلاط بر عملكرد مشعل نشان داده است كه با افزايش طول، ميزان گرماي توليدي بطور ناچيزي كاهش پيدا مي كند كه با توجه به پايداري مطلوب تر آلاينده هاي اكسيد نيتروژن بعلت فضاي بيشتر و واكنش كاملتر، طول 300 ميليمتر براي طراحي بهينه انتخاب شده است.