实验炉内钢坯传热过程及其氧化烧损的数值模拟研究

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增加到１６．８ｋｇ／ｍ。
关键词：钢坯加热；氧化烧损；数值模拟；氧气浓度
中图分类号：ＴＦ０３ｌ
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２— ６３３９（２０１３）０２—００９９— ０５
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第３１卷，总第１７８期２０１３年３月，第２期
《节能技术》
ＥＮＥＲＧＹＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏ１．３１，Ｓｕｍ．Ｎｏ．１７８Ｍａｒｃｈ．２０１３，Ｎｏ．２
实验炉内钢坯传热过程及其氧化烧损的数值模拟研究
ｔｈｅｓｔｅｅｌｓｌａｂｓｉｎｔｈｅｈｅａｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅｋｅｙｆｅａｔｕｒｅｏｆｔｈｉｓｍｏｄｅｌｉｓｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｇｒｏｗｔｈｏｆｏｘｉｄｅｓｃｌｅａｉｎｔｏｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｔｈｅｒｍａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍａｓｓ．
量密度的动态变化过程。基于数值模拟方法，研究了实验炉内钢坯加热过程中表面氧化烧损量以及氧气浓度、所处位置的氧化层对钢坯加热过程的影响及其氧化烧损量随时间变化规律。结果表
明：在钢坯加热的过程中，氧化层增大了钢坯与烟气之间的换热热阻，加热到最终温度时，换热热阻
是原来的２倍，钢坯升温速率明显减小；在炉内的加热时间越长，钢坯氧化烧损逐渐增加，到一定程度之后趋于平缓；当加热到相同温度，氧气浓度从Ｏ．４１％升至０．９９５％时，氧化烧损量从９．５ｋｇ／ｍ
ＣＵＩＪｉａ—ｌｉｎ，ＺＨＵＴｏｎｇ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｕｎｓｔｅａｄｙ—ｓｔａｔｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｌｏｓｓｏｆ
崔家林。朱彤２０００９２）（同济大学机械与能源工程学院，上海摘
要：以实验加热炉为研究对象，建立三维非稳态钢坯加热过程的氧化烧损模型，并根据等
效热阻法和等效质量法，将钢坯加热时氧化层的动态增长过程，转化为氧化层的当量导热系数和当