Modélisation et optimisation du processus de frittage

Abstract

Plus d'économie d'énergie et moins d'émissions sont deux sujets à la pointe dans l'industrie du fer et de l'acier. La consommation d'énergie du frittage prend environ 10 à 15% dans le processus de production de l'acier, il est donc important de réaliser des études d'économie d'énergie sur ce processus. Dans le présent mémoire de master, la théorie constructale (constructal theory) introduite par Prof. Adrian Bejan est utilisée dans l'optimisation des performances du processus de refroidissement du frittage (PRDF) ceci en la combinant avec la méthode d'analyse exergétique. Pour une surface de section droite transversale spécifiée, la forme de la coupe transversale de la couche de frittage sera optimisée, et en sortie, l'exergie maximale de la récupération de la chaleur est obtenue. Les effets de la hauteur de la couche de frittage, de sa porosité, la vitesse d’entrée de l'air de refroidissement, les températures initiales de la couche de frittage et de l'air entrant, sur l’exergie maximale qu’on peut obtenir seront analysés. La comparaison des performances entre des couches de frittage de sections transversales de formes rectangulaire et trapézoïdale a montré que la forme géométrique donnant une exergie maximale est rectangulaire. Ce résultat contredit l’étude réalisée par H. Feng et al. Les simulations ont étaient faites avec le logiciel Comsol Multiphysics