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Thien Tu Ngo(고티엔터),Van Hap Nguyen(웬반합),Geun Sik Lee(이근식) 대한기계학회 2018 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2018 No.12
Numerical simulation was performed to study the flow fields and temperature distribution of steel pipes inside the basic and three kinds of modified annealing furnaces. The ANSYS FLUENT 18.2 software was used to perform 3D numerical simulation in this study. Effect of flow field variation within annealing furnace by changing the inlet configurations on the temperature distribution during annealing process was investigated. Three modified models were designed and proposed to reduce temperature difference of bundle of steel pipes. Uniform flow distribution was also enhanced by swirl flow generated within modified annealing furnace.
입구형상 수정에 의한 소둔로 내의 유동 및 강관의 온도 분포 개선
고티엔터(Tu Thien Ngo),웬반합(Hap Van Nguyen),이근식(Geun Sik Lee) 대한기계학회 2019 大韓機械學會論文集B Vol.43 No.10
본 연구의 목적은 소둔로의 입구 구조를 변경하여 내부에 배열된 강관 군 사이의 온도차를 최소화 하는 것이다. 기본 및 수정된 소둔로 내부의 유동장 및 강관의 온도 분포를 ANSYS FLUENT 18.2 소프트웨어를 사용하여 조사하였다. 3개의 수정된 입구 모델은, 스월 유동을 생성하기 위해 엘보우 입구를 채택하고, 하향 제트유동 생성 후 상향 부력 흐름이 발생되도록 엘보우의 수평방향에 대한 하향 제트각은 0도에서 45도 범위에서 설계되었다. 기본 모델에 대한 강관 군의 온도 차는 37℃이었다. 반면, 하향 제트각 0도, 30도 및 45도 엘보우들을 사용한 강관 군의 온도 차는 각각 10℃, 8℃ 및 15℃이었다. 하향 제트각 30도 부근의 엘보우는 강관 군 사이의 온도 차를 줄이기 위해 본 연구 범위 내에서 최적화된 각도이었다. 본 연구로부터, 소둔로에서 강관 군 간의 온도 차의 최소화는, 적정각의 하향 분사 엘보우 입구를 사용한 입구형상을 통해서도 달성될 수 있음을 알 수 있었다. The objective of this study is to reduce the temperature difference among steel pipes in a furnace by modifying the inlet structure of the furnace. Numerical simulation was performed with aid of ANSYS FLUENT 18.2 software to investigate the flow field and temperature distribution of steel pipes inside a basic and three kinds of modified annealing furnaces. The three modified models were designed by adopting an elbow inlet for generating the swirl flow, and a downward jet angle ranging from 0° to 45° for generating the downward jet flow followed by upward buoyancy flow. The temperature difference of a bundle of steel pipes for the basic model was 37 ℃. On the other hand, the temperature differences of a bundle of steel pipes for the three modified models with the downward inlet angles of 0°, 30°, and 45° were 10 ℃, 8 ℃, and 15 ℃, respectively. The downward elbow inlet angle of around 30° is an optimized angle that reduces the temperature difference among a bundle of steel pipes. In conclusion, this newly-designed inlet configuration with a downward elbow inlet can be applied to minimize the temperature difference among steel pipes in an annealing furnace.