تحلیل عددی انتقال حرارت پانلهای آبگرد کورههای قوس الکتریک و جایگزینی نمونه جدید پانلهای آبگرد

در کوره های قوس الکتریک، برای جلوگیری از تخریب پوسته ی فولادی و همچنین خنک کاری، از پانل های آبگرد به جای آستر نسوز در بالای سطح مذاب استفاده می شود. تحلیل حرارتی و توزیع دما در سطح لوله ها از بابت تلفات حرارتی و افزایش راندمان سرعت سیال اهمیت بالایی دارد. هدف از ارائه ی این تحقیق، معرفی طرح پانل های آبگرد با سطح مقطع مربعی به منظور راندمان کاری بالا و بهینه ی مصرف انرژی می باشد. به منظور تحلیل حرارتی- سیالاتی، ابتدا پانل با سطح مقطع دایره ای و مربعی به صورت مجزا با نرم افزار انسیس (ANSYS) طراحی و سپس با نرم افزار فلوئنت (Fluent) حل و تحلیل گردید. این مدل شامل پانل فولادی و سیال گذرنده از پانل می باشد که توزیع شار حرارتی، فشار استاتیکی، دما و سرعت سیال در آن محاسبه و مورد بررسی قرار گرفته است. پس از اعتبار سازی مدل، جهت ارزیابی طرح با سطح مقطع مربع، مطالعات متعددی انجام گرفته است که نهایتاً با شرایط مرزی مشخص، مقایساتی با طرح قدیم با سطح مقطع دایره ای از بابت افزایش طول عمر پانل ها، کاهش تلفات انرژی در کوره های قوس الکتریک برای پانل های آبگرد، افزایش سرعت گردش جریان سیال و کاهش توقفات کوره های قوس الکتریک در اثر سوراخ شدن پانل های آبگرد انجام شد که تثبیت اجرای امر بوده و در این مقاله ارائه گردیده است. بررسی تأثیر پارامترهایی چون دبی حجمی سیال و تغییرات سایر پارامترهای سیالاتی دیگر نشان می دهد که دبی آب ورودی به پانل تأثیر بسزایی بر پارامترهای سیالاتی و سرعت گردش جریان سیال در لوله ها دارد. ازاین رو با معرفی طرح نوپای پانل ها با سطح مقطع مربع در صنعت فولاد مبارکه اصفهان، بهترین راه کاهش شار حرارتی معین گردید، که درنتیجه، درصد انرژی تلف شده برای پانل ها به طور قابل توجهی کاهش و همچنین طول عمر پانلهای آبگرد کوره های قوس الکتریک افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

کوره قوس الکتریک ، پانل آبگرد ، خنک کاری ، مقطع مربع ، بازدهی ، انرژی تلف شده ، طول عمر