Numerical Simulation of the Basalt Melt Flow Through the Feeder Tray of Gas-Electric Furnace

Качество получаемой из расплава базальта минеральной ваты зависит, в числе прочего, от постоянства расхода расплава, подаваемого из газоэлектрической вагранки на центрифугу, а также от физических и химических свойств расплава. Задача желоба «фидера», входящего в состав узла выдачи расплава, – обеспечивать стабильность передачи расплава, гасить пульсации расхода, поддерживать необходимую температуру. В настоящей работе работоспособность конструкции фидера была оценена с помощью компьютерного моделирования методами вычислительной гидрогазодинамики в рамках программного пакета ANSYS Fluent. Практика компьютерного моделирования промышленных процессов показывает, что эти методы позволяют оценить работу оборудования, не прибегая к дорогостоящим и долгим экспериментам. Оказалось, что предлагаемая конструкция фидера сравнительно эффективно гасит короткие пульсации расхода (период около 1 с) и пропускает медленные изменения (период более 100 секунд). Анализ поля скоростей расплава показал, что основные изменения скорости движения расплава происходят в верхней части потока. Скорости в нижней часть расплава практически не меняются при изменении расхода расплава. Моделирование показало, что увеличение размеров фидера (его высоты) не оказывает существенного влияния на стабилизацию выходного потока при быстрых колебаниях выходного потока, характерных для газоэлектрической вагранки (в том же диапазоне амплитуд). Модификация конструкции (установка перегородки в ванне желоба) позволяет повысить эффективность гашения как коротко- так и длиннопериодических колебаний. Для уменьшения застойных зон и снижения теплопотерь предлагается организовать наклонный сход расплава в ванну (использовать кирпич со срезом вместо прямоугольного)