水滴撞击低熔点熔融金属动力学特性研究

发布时间：2023-03-31 20:54

　　在冶金工业作业中,常常会伴随着高温高沸点的熔融物与低温低沸点的冷却剂之间的相互作用。在一定条件下冷却剂在短时间内快速蒸发,易发生蒸汽爆炸,带来严重的经济损失和人员伤亡。且目前国内外对此研究相对较少,对其机理没有系统、完整的解释。防控技术亦不成熟,无法有效控制蒸汽爆炸事故。因此,深入开展研究低温冷却剂与高温熔融物相互作用具有重要的理论价值和工程指导意义。本文设计并建立小尺度实验台,通过改变水滴韦伯数(水滴的下落高度和水滴直径)、熔融金属温度及厚度、熔融金属表面氧化程度以及熔融金属的种类等影响因素,对水滴撞击熔融金属相互作用过程进行实验研究。结果表明,水滴与熔融金属之间相互作用典型现象有三种,即水滴破碎现象、气泡现象和王冠现象。随着水滴韦伯数(水滴下落高度和水滴直径)增大及熔融金属温度升高,王冠最大高度增大,蒸汽爆炸更加剧烈。随着熔融金属厚度增大,王冠最大高度呈现先减小后相对稳定的趋势;尽管熔融金属表面氧化层会使蒸汽爆炸的发生几率降低,但是水滴与氧化层会呈现一种镶嵌状态,即水滴上中下三部分别与空气、氧化层和熔融金属接触,导致蒸发速率不同。在氧化层下形成压力不断升高的空腔,导致蒸汽爆炸更加剧...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文主要研究思路及内容
        1.3.1 已有研究的不足
        1.3.2 本文研究内容
    1.4 章节安排
第二章 实验装置和实验方案
    2.1 实验装置
    2.2 实验材料
    2.3 实验方案
    2.4 实验参数
    2.5 实验步骤
    2.6 本章小结
第三章 水滴撞击熔融金属锡动力学特性研究
    3.1 典型实验现象
    3.2 不同条件下各种现象分布情况
        3.2.1 不同下落高度和熔融金属锡表面氧化程度条件下,各种现象的分布情况
        3.2.2 不同熔融金属锡温度和熔融金属锡厚度条件下,各种现象的分布情况
    3.3 各种现象形成机理
        3.3.1 水滴破碎现象形成机理
        3.3.2 气泡现象形成机理
        3.3.3 王冠现象形成机理
    3.4 韦伯数对水滴撞击熔融金属锡相互作用过程的影响
        3.4.1 水滴下落高度对水滴撞击熔融金属锡相互作用过程的影响
        3.4.2 水滴大小对水滴撞击熔融金属锡相互作用过程的影响
    3.5 熔融锡温度对水滴撞击熔融金属锡相互作用过程的影响
    3.6 熔融金属锡厚度对水滴撞击熔融金属锡相互作用过程的影响
    3.7 熔融金属锡表面氧化程度对水滴撞击熔融金属锡相互作用过程的影响
    3.8 本章小结
第四章 水滴撞击熔融金属铅动力学特性研究
    4.1 典型现象
    4.2 不同条件下各种现象的分布情况
        4.2.1 不同熔融铅温度和水滴下落高度条件下,各种现象的分布情况
        4.2.2 不同熔融铅厚度和水滴大小条件下,各种现象的分布情况
    4.3 各种现象形成机理
        4.3.1 气泡现象形成机理
    4.4 韦伯数对水滴撞击熔融金属铅相互作用过程的影响
        4.4.1 水滴下落高度对水滴撞击熔融金属铅相互作用过程的影响
        4.4.2 水滴大小对水滴撞击熔融金属铅相互作用过程的影响
    4.5 熔融铅温度对水滴撞击熔融金属铅相互作用过程的影响
    4.6 熔融铅厚度对水滴撞击熔融金属铅相互作用过程的影响
    4.7 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 全文总结
    5.2 主要创新点
    5.3 未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3775773