Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Saboonchi,Ahmad Reza Pishevar
احمد صابونچی (استاد راهنما) احمدرضا پیشه وراصفهانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Saeed Rezaei
سعید رضائی برزانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Heat Transfer Modeling in Rotary Kiln
A quasi three dimensional model is used in order to study the flow and heat transfer in a rotary kiln. The final simulation is done by using “Hot Flow”, “Wall” and “Bed” models. Information exchange between models results to a quasi 3D numerical simulation. In the Hot Flow model important phenomena Such as Combustion, Turbulence, Buoyancy effects and radiation are considered. The governing equations are solved with the assistant of “Fluent” program. By solving 3D energy equations and considering the effect of wall swirling in the kiln, the variation of temperature and also heat flux on the surfaces of the kiln is calculated. Heat flux that is obtained by using Hot Flow and Wall model is imported in the Bed model. After that, by solving a one dimensional energy equation in the bed, the variation of temperature in the length of the kiln and the new interface temperature is calculated. This temperature is used as a new boundary condition for Hot Flow and Wall models. In order to become confident from the results of Hot Flow and Wall models, at first a simple model without considering the bed is simulated and the results are compared with available experimental data. Comparison of the results with experimental data reveals the accuracy of models that are used for rotary kiln simulation. Finally by using Hot flow, wall and bed model the rotary kiln is simulated and the results are verified by comparing with experimental data and other numerical results. Key Words Rotary Kiln, Modeling, Heat Transfer, Combustion, Radiation, Kiln
یک مدل نیمه سه بعدی برای بررسی جریان و انتقال حرارت در کوره دوار ارائه شده است. مدل نهایی از حل کلی و کوپل مدل های گاز داغ، دیوار و بستر بدست می‌آید. تبادل اطلاعات بین مدل ها یک مدل نیمه سه بعدی از تحلیل حرارتی کوره دوار را نتیجه می‌دهد. در مدل گاز داغ تمامی فرایندهای مهم در جریان گاز شامل احتراق، توربولانس، نیروی شناوری و تشعشع در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم بر جریان در این مدل با استفاده از نرم افزار فلوئنت حل شده و شار عبوری از سطوح کوره را بدست می دهد. با حل معادله انرژی سه بعدی در مدل دیوار و با در نظر گرفتن اثر چرخش در آن، یک پروفیل دمای سه بعدی در دیوار و شار حرارتی بر روی سطوح کوره حاصل می‌شود. شار حرارتی روی سطوح بستر بدست آمده از مدل های گاز داغ و دیوار به مدل بستر اعمال شده و با حل معادله انرژی یک بعدی در بستر، دمای هر مقطع از بستر و دمای جدید سطوح مشترک با دو مدل دیگر محاسبه می شود. این دما به مدل های گاز داغ و دیوار به عنوان شرط مرزی جدید اعمال می‌گردد. برای محاسبه پروفیل دمای صحیح در بستر نیاز به دانستن شار دقیق ورودی به آن ضروری می باشد. لذا برای مطمئن شدن از صحت نتایج در مدل گازهای داغ و دیوار که مستقیما شار ورودی به سطوح بستر را بدست می دهند، ابتدا در یک مدل ساده تر (بدون در نظر گرفتن بستر) صحت مدل گازهای داغ و دیوار با نتایج تجربی مطابقت داده شده است. سپس نتایج مدل نهایی (حاصل کوپل کردن هر سه مدل گاز داغ، دیوار و بستر) با استفاده از نتایج آزمایشگاهی یک کوره دوار و نتایج یک حل عددی دیگر مقایسه شده و صحت مدل ارائه شده بررسی شده است. کلمات کلیدی: کوره دوار، کوره، مدلسازی، انتقال حرارت، تشعشع، احتراق

ارتقاء امنیت وب با وف بومی