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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 6/2014

01.12.2014

Numerical Simulation and Chaotic Analysis of an Aluminum Holding Furnace

verfasst von: Ji-min Wang, Yuan-yuan Zhou, Shen Lan, Tao Chen, Jie Li, Hong-jie Yan, Jie-min Zhou, Rui-jiao Tian, Yan-wu Tu, Wen-ke Li

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 6/2014

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Abstract

To achieve high heat efficiency, low pollutant emission and homogeneous melt temperature during thermal process of secondary aluminum, taking into account the features of aluminum alloying process, a CFD process model was developed and integrated with heat load and aluminum temperature control model. This paper presented numerical simulation of aluminum holding furnaces using the customized code based on FLUENT packages. Thermal behaviors of aluminum holding furnaces were investigated by probing into main physical fields such as flue gas temperature, velocity, and concentration, and combustion instability of aluminum holding process was represented by chaos theory. The results show that aluminum temperature uniform coefficient firstly decreases during heating phase, then increases and reduces alternately during holding phase, lastly rises during standing phase. Correlation dimension drops with fuel velocity. Maximal Lyapunov exponent reaches to a maximum when air–fuel ratio is close to 1. It would be a clear comprehension about each phase of aluminum holding furnaces to find new technology, retrofit furnace design, and optimize parameters combination.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat B.M. Golchert, H. Metwally, and A. Kumar: Light Metals 2006, TMS, Warrendale, PA, 2006, pp. 733–36. B.M. Golchert, H. Metwally, and A. Kumar: Light Metals 2006, TMS, Warrendale, PA, 2006, pp. 733–36.
2.
Zurück zum Zitat C. Belt: Light Metals 2004, TMS, Charlotte, NC, 2004, pp. 613–17. C. Belt: Light Metals 2004, TMS, Charlotte, NC, 2004, pp. 613–17.
3.
Zurück zum Zitat E. Pauty, B. Laboudigue, J. Etay: Metall. Mater. Trans. B, 2000, vol. 31, No.1, pp.207-214.CrossRef E. Pauty, B. Laboudigue, J. Etay: Metall. Mater. Trans. B, 2000, vol. 31, No.1, pp.207-214.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat N.J. Zhou, S.H. Zhou, J.Q. Zhang, and Q.L. Pan: J. Cent. South Univ. Technol. (Engl. Ed.), 2010, vol. 17(6), pp. 1389–94. N.J. Zhou, S.H. Zhou, J.Q. Zhang, and Q.L. Pan: J. Cent. South Univ. Technol. (Engl. Ed.), 2010, vol. 17(6), pp. 1389–94.
5.
Zurück zum Zitat J.Q. Zhang, N.J. Zhou, and S.H. Zhou: J. Cent. South Univ. Technol. (Engl. Ed.), 2011, vol. 18(5), pp. 1726–32. J.Q. Zhang, N.J. Zhou, and S.H. Zhou: J. Cent. South Univ. Technol. (Engl. Ed.), 2011, vol. 18(5), pp. 1726–32.
6.
Zurück zum Zitat J.Q. Zhang, N.J. Zhou, and S.H. Zhou: J. Cent. South Univ. Technol. (Engl. Ed.), 2012, vol. 19(1), pp. 200–05. J.Q. Zhang, N.J. Zhou, and S.H. Zhou: J. Cent. South Univ. Technol. (Engl. Ed.), 2012, vol. 19(1), pp. 200–05.
7.
Zurück zum Zitat N. J. Zhou, S. H. Zhou: Industrial Heat., 2010, vol. 39, No.1, pp.9-12. N. J. Zhou, S. H. Zhou: Industrial Heat., 2010, vol. 39, No.1, pp.9-12.
8.
Zurück zum Zitat S. H. Zhou: Light Met., 2011, vol. 12, No.s1, pp. 256-260. S. H. Zhou: Light Met., 2011, vol. 12, No.s1, pp. 256-260.
9.
Zurück zum Zitat S.H. Zhou: Central South University, Changsha, 2010. S.H. Zhou: Central South University, Changsha, 2010.
10.
Zurück zum Zitat I.J. Migchielsen, H.W. Grab, and T. Schmidt: Light Metals 2008, TMS, New Orleans, LA, 2008, pp. 593–96. I.J. Migchielsen, H.W. Grab, and T. Schmidt: Light Metals 2008, TMS, New Orleans, LA, 2008, pp. 593–96.
11.
Zurück zum Zitat W. M. Zeng: Energy Metall. Ind., 2011, vol. 30, No.3, pp.34-37. W. M. Zeng: Energy Metall. Ind., 2011, vol. 30, No.3, pp.34-37.
12.
Zurück zum Zitat J. X. Xu, H. Wang, H. Fang: Math. Probl. Eng., 2011, vol. 20, No.1, pp.1-14.CrossRef J. X. Xu, H. Wang, H. Fang: Math. Probl. Eng., 2011, vol. 20, No.1, pp.1-14.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat P. Gianmarco, E. F. Christos, M. Joh: Combust. Theory Model., 2012, vol. 16, No.2, pp.275-299.CrossRef P. Gianmarco, E. F. Christos, M. Joh: Combust. Theory Model., 2012, vol. 16, No.2, pp.275-299.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat L.P. Yang, X.Z. Ma, and E.Z. Song: 2010 International Conference on Intelligent System Design and Engineering Application, IEEE Computer Society, Piscataway, NJ, 2010, pp. 861–65. L.P. Yang, X.Z. Ma, and E.Z. Song: 2010 International Conference on Intelligent System Design and Engineering Application, IEEE Computer Society, Piscataway, NJ, 2010, pp. 861–65.
15.
Zurück zum Zitat G. Hiroshi, A. Yuta, C.K. Hoo, and K. Genichiro: Int. J. Heat Mass Transf., 2009, vol. 52(22–24), pp. 5423–32. G. Hiroshi, A. Yuta, C.K. Hoo, and K. Genichiro: Int. J. Heat Mass Transf., 2009, vol. 52(22–24), pp. 5423–32.
16.
Zurück zum Zitat L. P. Yang, L. Y. Wang, X. Z. Ma, L. Jun: Trans. Chin. Soc. Agric. Mach., 2011, vol. 42, No.1, pp.16-21. L. P. Yang, L. Y. Wang, X. Z. Ma, L. Jun: Trans. Chin. Soc. Agric. Mach., 2011, vol. 42, No.1, pp.16-21.
17.
Zurück zum Zitat Z. T. Wang: Foundry, 2007, vol. 56, No.2, pp.211-212. Z. T. Wang: Foundry, 2007, vol. 56, No.2, pp.211-212.
18.
Zurück zum Zitat J.M. Wang, H.J. Yan, J.M. Zhou, S.X. Li, and G.C. Gui: Chin. J. Nonferrous Met., 2011, vol. 21(9), pp. 2242–50. J.M. Wang, H.J. Yan, J.M. Zhou, S.X. Li, and G.C. Gui: Chin. J. Nonferrous Met., 2011, vol. 21(9), pp. 2242–50.
19.
Zurück zum Zitat C. Mei: Handbook of non-ferrous metallurgical furnaces, Metallurgical Industry Press, Beijing, China, 2000, pp.141-143. C. Mei: Handbook of non-ferrous metallurgical furnaces, Metallurgical Industry Press, Beijing, China, 2000, pp.141-143.
20.
Zurück zum Zitat X.J. Sun: Numerical Simulation and Optimization of Steel Billet Stack Cooling Process, Central South University, Changsha, China, 2010, pp. 43–44. X.J. Sun: Numerical Simulation and Optimization of Steel Billet Stack Cooling Process, Central South University, Changsha, China, 2010, pp. 43–44.
21.
Zurück zum Zitat Q.Y. Zhang: Diagnosis Methods of Flame Combustion Stability, Zhejiang University, Hangzhou, China, 2004, pp. 13–26. Q.Y. Zhang: Diagnosis Methods of Flame Combustion Stability, Zhejiang University, Hangzhou, China, 2004, pp. 13–26.
22.
Zurück zum Zitat J. M. Wang, P. Xu, H. J.Yan, J. M. Zhou, S. X. Li, G. C. Gui, W. K. Li: Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2013, vol. 23, No.10, pp.3125-3136.CrossRef J. M. Wang, P. Xu, H. J.Yan, J. M. Zhou, S. X. Li, G. C. Gui, W. K. Li: Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2013, vol. 23, No.10, pp.3125-3136.CrossRef
23.
Zurück zum Zitat H.J. Cao: Premixed Flame Combustion Instability and Its Active Control, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China, 2004, pp. 69–102. H.J. Cao: Premixed Flame Combustion Instability and Its Active Control, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China, 2004, pp. 69–102.
24.
Zurück zum Zitat J. H. Lv: Chaotic time series analysis and its applications, Wuhan University Press, Wuhan, China, 2002, pp.57-60. J. H. Lv: Chaotic time series analysis and its applications, Wuhan University Press, Wuhan, China, 2002, pp.57-60.
Metadaten
Titel
Numerical Simulation and Chaotic Analysis of an Aluminum Holding Furnace
verfasst von
Ji-min Wang
Yuan-yuan Zhou
Shen Lan
Tao Chen
Jie Li
Hong-jie Yan
Jie-min Zhou
Rui-jiao Tian
Yan-wu Tu
Wen-ke Li
Publikationsdatum
01.12.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 6/2014
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-014-0155-3

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