【摘 要】
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搅拌混合是化工生产中的重要操作单元,混匀时间是表征熔池内物料搅拌混合状态的一个重要参数.针对不同底吹模式下熔池搅拌效果进行了底吹搅拌实验研究,考虑底吹氧枪倾角、氧枪个数及氧枪排数等因素对熔池搅拌效果的影响.本文采用单一变量的分析方法,基于同调群理论和图像分析的贝蒂数多相流混合效果评价方法对不同底吹模式下熔池搅拌混匀时间进行计算和对比.搭建底吹搅拌熔池水模型实验平台.首先,利用图像处理技术对获取的实
【机 构】
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昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093;昆明理工大学理学院数学系,云南昆明650500
【出 处】
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中国有色金属学会第十届青年学术论坛暨中国有色金属学会首届(2016)冶金反应工程学术年会
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搅拌混合是化工生产中的重要操作单元,混匀时间是表征熔池内物料搅拌混合状态的一个重要参数.针对不同底吹模式下熔池搅拌效果进行了底吹搅拌实验研究,考虑底吹氧枪倾角、氧枪个数及氧枪排数等因素对熔池搅拌效果的影响.本文采用单一变量的分析方法,基于同调群理论和图像分析的贝蒂数多相流混合效果评价方法对不同底吹模式下熔池搅拌混匀时间进行计算和对比.搭建底吹搅拌熔池水模型实验平台.首先,利用图像处理技术对获取的实验图样进行二值化处理,其次,计算出二值化图样的贝蒂数,最后利用平均值法计算出底吹熔池搅拌宏观混匀时间.通过对十二组不同工况的研究结果对比分析得出:气体底吹搅拌能够有效地完成熔池搅拌作用,且熔池搅拌稳定状态下混合均匀效率达到90％以上;综合来看,分析对比不同底吹模式下的混匀时间,得出最佳氧枪倾角为0°、最佳氧枪个数为3,且氧枪排数对底吹搅拌熔池混合效果影响不明显,在最佳氧枪倾角和最佳氧枪个数的底吹模式下熔池搅拌混匀时间为1.42秒.氧枪倾角、氧枪个数及氧枪排数的最佳选择,可为降低生产成本、增加氧枪寿命、强化熔池生产及优化熔池工艺过程提供了一定的实验依据.
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为了提高中间包的操作水平,中间包停留时间分布曲线是进行中间包控流和优化的一项重要实验方法.很多研究者通过实验和数值模拟对中间包停留时间分布(RTD)曲线的处理方法进行修正.目前为止,关于单流中间包停留时间分布(RTD)处理方法主要有四种模型:经典组合模型、Sahai修正模型、方差模型和简单组合模型.通过比较不同模型的优缺点,建议使用经典组合模型处理单流中间包停留时间分布。
为了探究底吹气体射流振荡强化搅拌规律性的问题,提出一种基于数值模拟与图像处理相结合综合评价底吹熔池气体射流振荡效果的新思路.首先,以底吹熔池流体流动过程为研究对象,利用数值模拟建立二维瞬态底吹熔池气液两相流混合模型:同时,根据相似性原理,运用数字图像处理技术定量计算水模型熔池开始振荡时间,与数值模拟结果进行对比验证;最后,以熔池内开始振荡时间、监测点速度变化、振荡周期为评价指标综合考量气体初速对射
随着工业技术发展与进步,各行业对高性能钢材的需求逐渐增强.作为一种重要的合金元素,铜加入钢材中能够大大改善其性能.目前研究制备的铜-钢复合材料种类主要包括含铜耐候钢、抗菌不锈钢以及高强度钢,并且己应用于众多领域.结合铜-钢复合材料的特点与制备研究现状,研究表明，铜加入钢中不仅能够有效提高钢的强度与冲击韧性，同时能够大大增强其耐腐蚀性与抗菌性能，改善钢材品质。目前国内外对铜-钢复合材料的研制开发主要
本工作对侧吹熔融还原炼铁炉内的流动状态进行了三维数值模拟.采用VOF多相流模型以及标准缸￡湍流模型模拟炉内气、渣两相流的流动,研究了不同喷枪内径、不同喷吹速度对于炉内流动的影响.计算结果表明,将喷枪内径设置为50ram,喷吹速度设置为70m/s时,熔池表面中央以及料堆四周区域的搅拌效果相对较好,且对炉衬的冲刷影响不严重.当速度继续增大时,渣相的环流效应增加,冲刷炉壁,加剧炉衬侵蚀,威胁炉墙的寿命.
本文针对铁水预处理脱硫底吹一机械搅拌耦合下的气体与熔体的相互作用过程,利用CFD商业fluent15.0软件和物理模拟的方法,针对某钢厂120吨底吹钢包脱硫过程进行实验研究,并从流场、气体体积分布等方面研究了不同的搅拌桨结构、搅拌转速、通气流量、偏心度和浸入深度对铁水包内钢液混合效果的影响.结果表明:使用SSB-D桨,搅拌转速200rpm,通气流量为1.5m3/h,偏心度0.4,浸入深度0.25m
系统论述多相间内部作用力和瞬态磁感应电流的数学表达形式,建立了铝电解槽瞬态三维三相磁流体强耦合计算模型,并计算分析某420kA铝电解槽内磁流体行为.结果表明,磁流体运动具有一定的非稳态特征,计算中应考虑其瞬态变化.气泡相的作用对电解质流动和界面形状的影响较大.瞬时磁感应电流密度总体上远小于总电流密度,对铝液层整体电流分布的影响有限,但局部可能出现较大感应电流,使得实际电流分布更为复杂.该模型可为铝
本文采用数值模拟方法,考察了不同工艺参数对透气砖底吹氮气净化铝熔体过程的流场分布及气液反应面积的影响,结果表明;随着底吹气量的增大,除气装置内气液反应面积随之增大;除气装置内气液反应面积随气泡直径的增大而减小:透气砖分布方式对除气装置内气液反应面积具有明显影响,3×2透气砖布置方式下除气装置内气液反应面积大于6×l透气砖布置方式下的相应值;在底吹气量及气泡直径一定条件下,除气装置内气液反应面积随入
氯化法生产钛白工艺中,两股气流的不同动量比对氯化法钛白中气体混合情况及最终产品质量都有不同程度的影响.目前还没有一个完整的理论对这些因素进行系统的分析.因此,本文通过数值模拟方法,结合混合过程研究结果与反应热力学条件,对反应器内部的流场进行数值计算,给出一定的速度场、温度场的分布规律,进而优化氧化反应器结构,以确保得到质量更佳的产品.
采用数值模拟方法研究了压力能驱动的自搅拌反应器内固-液两相流动的分布规律.首先对CFD数值计算的模拟结果与实验结果进行对比,验证了数值模型的准确性;然后研究了搅拌转速、固体颗粒尺寸和和初始颗粒固含量对反应器内两相分布的影响,最后计算了临界离底悬浮转速.结果表明:搅拌转速的增加有利于反应器内固体颗粒的均匀分布,符合主体流动悬浮理论,过高的转速将导致搅拌轴附近区域颗粒浓度降低.颗粒直径的减小和颗粒初始
针对湿法制备球型氢氧化镍过程中,反应釜内流体流动状态不明确的问题,本文利用欧拉模型和标准k-e模型耦合,对反应釜内的流动状况进行数值模拟研究,并与水模型结果相比较,结果表明,数值模拟结果与水模型结果相一致.搅拌桨叶边缘附近湍动最剧烈,有多个旋流产生,搅拌桨下方存在死区.搅拌转速的增大,流体的流型不变,流体速度和湍动能逐渐增大,功率显著增大.导流筒的加入有利于改善流场分布,在低转速下,节能效果明显.