Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Edris,Mahmood Meratian isfahani
حسین ادریس (استاد راهنما) محمود مراتیان اصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ata Fallah Mehrjardi
عطا فلاح مهرجردی

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.
برای جلوگیری از تخریب پوسته فولادی کوره‌های قوس الکتریک از پانل‌های آبگرد به جای نسوز در بالای سطح مذاب استفاده می‌شود. تحلیل حرارتی پانل‌های آبگرد از نقطه‌نظر توقفات اضطراری (نشتی‌ها) و تلفات حرارتی اهمیت ویژه‌ای دارد. در این تحقیق، به منظور تحلیل حرارتی کوره قوس الکتریک و محاسبه شارهای حرارتی اعمال شده به سطوح داخلی کوره، مدلی تشعشعی با نرم افزار انسیس طراحی گردید. این مدل شامل دیواره‌های نسوز، سرباره منجمد شده بر روی پانل‌های سقف، بدنه و EBT، دلتای نسوز، حمام مذاب و الکترودهای گرافیتی بود. شرایط مرزی موجود، به نرم افزار اعمال شد و معادلات در حالت پایدار حل گردید. توزیع شار حرارتی و دما در هر سطح محاسبه گردید. به منظور تحلیل حرارتی – سیالاتی، پانل‌های EBT و بدنه در نظر گرفته شد. ابتدا مدلی با نرم افزار گمبیت طراحی گردید و سپس با نرم افزار فلوئنت حل شد. این مدل شامل سرباره منجمد شده بر روی پانل، پانل فولادی و سیال گذرنده از پانل بود. شارهای حرارتی محاسبه شده با نرم افزار انسیس به نرم افزار فلوئنت انتقال داده شد. دمای آب خروجی و توزیع دما در سطوح داخلی و خارجی پانل بدست آمد. بعد از اعتبارسازی مدل، تأثیر پارامترهایی چون نقطه ذوب سرباره و تغییر پارامترهای سیالاتی بررسی گردید. همچنین به منظور کاهش نشتی‌ها در پانل‌های آبگرد، بر روی پارامترهای بحرانی بحث گردید. نتایج نشان می‌دهد که دبی آب ورودی به پانل نباید از مقدار معینی کمتر، و ضخامت رسوب تشکیل شده در سطح داخلی پانل نباید از مقدار معینی بیشتر باشد. همچنین نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که افزایش دبی آب ورودی به پانل تأثیر بسیار کمی بر ضخامت سرباره منجمد شده روی پانل دارد. بهترین راه برای کاهش شارحرارتی اعمال شده به سطوح سرباره منجمد شده بر روی پانل‌ها، افزایش ضخامت سرباره از طریق ایجاد سرباره پفکی می‌باشد و درنتیجه درصد انرژی تلف شده برای پانل های آبگرد کاهش قابل توجهی می یابد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی