Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Edris,Mahmood Meratian isfahani
حسين ادريس (استاد راهنما) محمود مراتيان اصفهاني (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ata Fallah Mehrjardi
عطا فلاح مهرجردي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Numerical Simulation of Heat Transfer in Water Cooled Panel of Electric Arc Furnace
Water cooled panels are used at the upper side of the electric arc furnace. They cause preventing the damage of the furnace shell. Thermal analysis of Water cooled panels is so much important from aspects of emergency maintenance and thermal energy losses. In this research work, for analyzing of radiation and thermal-fluid, a Finite element code (ANSYS) and a finite volume code (FLUENT) was employed respectively. To understand the importance of EBT-Panel in an EAF, a thermal-fluid model was developed to quantify temperature distribution of the slag coating surface and mean heat flux on EBT-panel. In this model the radiation heat transfer was taken into account and all view factors were calculated. It was assumed that radiation intensity from the arc on EBT-Panels surface could be neglected (by calculating the view factors). The main areas for radiation to EBT-Panels are top molten slag layer and graphite electrodes (closed to EBT-Panels). The best way to decrease the net heat flux on each surface is increasing the slag cover thickness. This can happen by foamy slag practice (because the melting point of foamy slag is more than the present slag composition). The effects of various parameters such as water flow rate and slag cover thickness were examined by the model. The net heat flux on each surface (from ANSYS) was considered as a input data of fluent software. Outlet water temperature and distribution of temperature on internal and external surface of the EBT and side wall panels was calculated by the model. It was found that if water flow rate would be less than 7.5 m 3 /h, heat transfer rate on the internal surface of the panel decreased. It cause cracks and water leakage on the surface of steel panels.
چکيده براي جلوگيري از تخريب پوسته فولادي کوره‌هاي قوس الکتريک از پانل‌هاي آبگرد به جاي نسوز در بالاي سطح مذاب استفاده مي‌شود. تحليل حرارتي پانل‌هاي آبگرد از نقطه‌نظر توقفات اضطراري (نشتي‌ها) و تلفات حرارتي اهميت ويژه‌اي دارد. در اين تحقيق، به منظور تحليل حرارتي کوره قوس الکتريک و محاسبه شارهاي حرارتي اعمال شده به سطوح داخلي کوره، مدلي تشعشعي با نرم افزار انسيس طراحي گرديد. اين مدل شامل ديواره‌هاي نسوز، سرباره منجمد شده بر روي پانل‌هاي سقف، بدنه و EBT، دلتاي نسوز، حمام مذاب و الکترودهاي گرافيتي بود. شرايط مرزي موجود، به نرم افزار اعمال شد و معادلات در حالت پايدار حل گرديد. توزيع شار حرارتي و دما در هر سطح محاسبه گرديد. به منظور تحليل حرارتي – سيالاتي، پانل‌هاي EBT و بدنه در نظر گرفته شد. ابتدا مدلي با نرم افزار گمبيت طراحي گرديد و سپس با نرم افزار فلوئنت حل شد. اين مدل شامل سرباره منجمد شده بر روي پانل، پانل فولادي و سيال گذرنده از پانل بود. شارهاي حرارتي محاسبه شده با نرم افزار انسيس به نرم افزار فلوئنت انتقال داده شد. دماي آب خروجي و توزيع دما در سطوح داخلي و خارجي پانل بدست آمد. بعد از اعتبارسازي مدل، تأثير پارامترهايي چون نقطه ذوب سرباره و تغيير پارامترهاي سيالاتي بررسي گرديد. همچنين به منظور کاهش نشتي‌ها در پانل‌هاي آبگرد، بر روي پارامترهاي بحراني بحث گرديد. نتايج نشان مي‌دهد که دبي آب ورودي به پانل نبايد از مقدار معيني کمتر، و ضخامت رسوب تشکيل شده در سطح داخلي پانل نبايد از مقدار معيني بيشتر باشد. همچنين نتايج بدست آمده نشان مي‌دهد که افزايش دبي آب ورودي به پانل تأثير بسيار کمي بر ضخامت سرباره منجمد شده روي پانل دارد. بهترين راه براي کاهش شارحرارتي اعمال شده به سطوح سرباره منجمد شده بر روي پانل‌ها، افزايش ضخامت سرباره از طريق ايجاد سرباره پفکي مي‌باشد و درنتيجه درصد انرژي تلف شده براي پانل هاي آبگرد کاهش قابل توجهي مي يابد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی