Abstract
A numerical simulation on a primary calcinator of porcelain was performed with using Fluent to calculate the heat efficiency by studying velocity vector and temperature profile according to variables such as the location of outlet and porcelain. Control-Volume based Finite Difference Method and Up-wind scheme are used for discretization of differential equation. SIMPLEC Algorithm and standard k-$\varepsilon$ turbulent model are selected to resolve the pressure-velocity coupling and the turbulent. The result of simulation showed that the whole velocity vector field in a calcinator was varied greatly according to the location of outlet. But the whole temperature profile at each zone was still high regardless of the location of outlet because of the radiation. But the temperature of a case with a outlet at sidepart of preheating or cooling zone was little high compared to the case with a outlet on the top of preheating zone. The velocity vector field and temperature profile in a calcinator were almost not affected by the location of porcelain, but the temperature inside a porcelain was much affected according to the place where it was located. The heat efficiency in a calcinator was 44.6% and the gas temperature in the outlet was about 1000 K.
상용 code인 Fluent를 이용하여 도자기의 1차 소성로에 대해 온도장과 속도장을 계산하고 열효율을 산출하였다. 수치해석의 변수로는 배출구 및 도자기의 위치를 변화시켰으며, 수치해석 방법은 검사체적에 기초한 유한차분방법 및 Upwind scheme과 SIMPLEC Algorithm을 사용하였고 난류모델로는 표준 k-$\varepsilon$ 모델을 사용하였다. 계산결과 출구 위치가 전체 소성로내 벡터유동의 양상을 크게 좌우하는 것으로 나타났으며, 전체 온도장에 대해서는 복사의 영향으로 큰 차이를 보이지 않았으나 예열대 상부에 출구가 있는 경우와 비교할 때 예열대 또는 냉각대의 측면에 출구가 있는 경우에 그 영역의 온도가 다소 높게 나타났다. 소성품의 위치는 로내 유동장 및 온도 분포에 크게 영향을 끼치지는 않으나 소성품 내 온도는 그 위치하는 영역의 온도 분포에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 예열대 상부에 출구가 있는 경우 열효율은 17%로 매우 저조하였고 출구에서의 가스온도는 약 1000 K로 매우 높았다.