通道式空氣循環系統的數值模擬及試驗驗證

高如超，徐昭然，龔奇龍，高玉峰

（中航工程集成設備有限公司，北京102206）

空氣循環系統是空氣強制循環電爐的重要組成部分。鋁卷退火爐的空氣循環路徑為：風機吸風口→蝸殼→風機出風口→導流箱體→噴口→風機吸風口。導流箱體的結構對噴口速度及速度分布均勻性有很大影響。噴口速度及速度分布均勻性決定了退火爐所處理產品的加熱時間及產品性能，從而決定了鋁卷退火爐的生產效率及能源消耗。通過對空氣循環系統進行數值模擬，獲得空氣循環流場的壓力分布及速度分布，可對循環流場結構的優化提供參考。

本文利用ANSYS Workbench 軟件，對通道式及靜壓箱空氣循環系統進行數值模擬，獲得空氣循環流場的壓力分布及速度分布，并與試驗結果對比，得出結論，為空氣循環系統的進一步優化提供理論依據和數據支撐。

1 通道式空氣循環系統數值模擬

1.1 模型建立及網格劃分

物理模型以通道式空氣循環系統試驗裝置的結構為研究對象，對裝置內流場進行數值計算，為了便于計算結果與試驗結果的比較，物理模型的尺寸與試驗裝置保持一致。采用三維模擬，坐標系采用直角坐標系。幾何模型由Solidworks 軟件建立，如圖1 所示。同時，建立靜壓箱空氣循環系統物理模型作為對比。

圖1 物理模型示意圖

數值模擬前處理包括幾何處理和網格劃分。本模型幾何處理和網格劃分分別采用ANSYS Workbench 中的DM 軟件和Meshing 軟件進行處理。本模型中，首先使用DM 軟件對幾何模型……