高炉风口回旋区多形貌颗粒混合流动特性数值模拟

【目的】高炉的稳定运行和能耗控制受制于风口回旋区内复杂的物理化学行为,因此对回旋区内混合多形貌颗粒的气固相互作用机制进行研究。【方法】采用计算流体力学-离散单元法耦合方法对高炉风口回旋区内混合多形貌焦炭颗粒的流动行为和动力学特性进行数值模拟;系统地研究和分析4种不同的混合非球形颗粒体积分数对风口回旋区演化形貌和微观结构等的影响。【结果】随着非球形颗粒的体积分数从0增至9%,回旋区的宽度和高度分别增加96%和67%,转动能则增加3.53倍;颗粒所受曳力随非球形颗粒混合体积分数的增大而增大,颗粒间接触法向力概率密度函数分布也会向左偏移且峰值随之减小,而混合非球形颗粒时配位数概率密度函数分布峰值均小于不混合时的工况。【结论】混合非球形颗粒体积分数对高炉风口回旋区形貌和曳力分布、颗粒配位数概率分布等产生显著影响。