2 炉缸侵蚀的可视化

为保证计算有效性以及热电偶利用效率，炉缸侵蚀模型整体实现思路如下：

1）根据热电偶分布情况，将炉缸分为多个扇区，每一扇区在热电偶较为集中位置选取一个热电偶温度为参考进行侵蚀、温度场计算，通过多个不同方位的侵蚀情况进一步反映炉缸的整体侵蚀情况；

2）通过不同标高的横截面的计算来反映周向侵蚀情况。

对于侵蚀计算，采用有限体积法进行二维稳态仿真计算，其控制方程如（1）式所示。

式中r为径向坐标，z为纵向坐标，坐标系原点在高炉中心线上。kr(T)、kz(T)为炉缸耐材再两个方向随温度变化的导热系数。

其侵蚀计算实现流程如图1所示，参数初始化指赋予仿真模型对应的耐材导热系数和边界条件，热电偶温度输入即是将热电偶温度数据引入模型中，作为侵蚀计算的参考。计算时首先根据已设置好的仿真模型，求解传热“正问题”，计算出模型温度场并获取热电偶位置处的计算温度值，同时计算温度值与实测热电偶温度进行比较，计算出相对误差。当相对误差高于设置阈值时，计算出每一个控制节点的移动步长，并使控制侵蚀节点向内或向外移动，所有侵蚀节点完成一次移动后将获得新的1150线位置。为保证计算稳定性，将对控制节点每次移动的距离进行限制，故需要反复多次迭代直至满足迭代退出条件，最终得到1150线和等温线。1150线再与历史侵蚀线（初次计算1150线和侵蚀线重合）进行对比，取离热面最远位置的点构成新的侵蚀线，最后输出1150线、侵蚀线、等温线等信息。