烟化炉内气液两相流动数值模拟研究
发布时间：2021-04-12 07:25
烟化炉主要用来处理铅锌等金属炉渣,然而对于其研究进展还无法满足生产需求。对于烟化炉的每个部分,无论是操作方法还是结构设计都应该进一步完善,这些工作都需要对烟化炉的喷吹行为以及渣池内的气液相运动机理有完整的认识。因而研究气相在渣池内的形态分布以及熔渣池内气液两相运动机理,对分析烟化过程所遇问题的深层次原因以及优化炉体设计等诸多工作都有一定的指导意义。本文采用VOF多相流模型,RNG k-ε湍流模型对单喷嘴模型进行数值模拟,获得了气泡在渣池内形态变化及多种物理场的空间分布。然后研究了几种参数对烟化炉渣池内气液两相流动的影响规律。最后分析了界面化学反应对于烟化炉内气液两相流动的影响,并比较了Euler-PB与VOF两种数学模型对于烟化炉内气液两相流动结果之间的差异,讨论了这种差异的一些原因。主要研究结论如下：1)基本工况下,气相在渣池内的分布随时间呈周期性变化；压力随高度逐渐减小；液态熔渣平均速度为0.632m/s左右；侧吹过程中,气体上升时有着明显贴壁现象。2)较低的喷嘴高度使得渣池获得较高水平的搅动；液态熔渣的平均速度随直径呈现波动变化；随着喷嘴气体流量的增大,熔渣平均速度获得了显著的增...
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
烟化炉生产工艺流程图丨6】烟化过程为周期性过程，大致可分为进料、升温、还原焰炼、放澄四个阶段，
度的PS转炉与水模型相比，液体中气相的分布更为狭长，而且气相在溶体相中的分布比例要少，其水模型结果和工业尺度模拟结果如图1-7、1-8所示。HudaN等[35l采用欧拉多相流模型研究了气体从风口喷入烟化炉澄后的流体流动行为和溶渔池内的化学反应状况。研究表明，煤粉燃烧过程是影响穿透深度的主导因素，在渣池内部可以分为喷嘴气流区域、旋流区域以及准静态区域三个流动形态各异的区域。淮静态区位于渣池底部和喷嘴附近靠近壁面的区域，流动速度很微弱；旋流区位于喷嘴前方上部区域，有旋祸存在；喷嘴气流区域微气相核心区，流体流速较大。wkm图1-7水模型实验和水模型模拟结果的气相分布丨34〗10
1-8工业尺度的P-S转炉模拟结果的气相分布I34]规律数值模拟研究喷吹高温溶体冶金过程的进行非常重要，为此大量的多种炉型展幵了广泛的研究。研究方面，当前数值模拟工作主要集中在探究喷嘴炼炉的搅拌能力、混勻时间、两相流动的影响。究了两种不同喷嘴高度的侧吹模式下炼池内气液区的存在。结果表明侧吹熔池能够有效地吸收气熔池内形成有助于溶体和气体混合的旋流；喷嘴搅拌能力比喷嘴高度较高时更强。王楠等[37]对溶了数值模拟，考察了喷嘴插入深度以及喷嘴倾角对气二次燃烧的影响。研究发现，溶池内的搅拌区不断增大，而混匀时间则在不断减小；熔池的混勻加而不断增加。雷鸣等[38]采用VOF多相流模型对
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧枪布置方式对底吹熔池熔炼过程的影响[J]. 闫红杰,刘方侃,张振扬,高强,刘柳,崔志祥,申殿邦. 中国有色金属学报. 2012(08)
[2]富氧底吹熔炼炉内气液两相流动的数值模拟[J]. 张振扬,陈卓,闫红杰,刘方侃,刘柳,崔志祥,申殿邦. 中国有色金属学报. 2012(06)
[3]群体平衡模型对复杂气液泡状流数值模拟[J]. 段欣悦,张孜博,厉彦忠,屠基元. 化工学报. 2011(04)
[4]SURFACE TENSION EFFECTS ON THE BEHAVIOR OF TWO RISING BUBBLES[J]. WANG Han State Nuclear Power Technology Corporation Research and Development Centre, SNPTRD, Beijing 100190, China, ZHANG Zhen-yu Department of Mathematics, Shanghai University of Finance and Economics, Shanghai 200433, China YANG Yong-ming, ZHANG Hui-sheng Department of Mechanics and Engineering Science, Fudan University, Shanghai 200433, China. Journal of Hydrodynamics. 2011(02)
[5]侧顶复吹条件下AOD转炉熔池内流体流动的数学模拟:模型对纯顶吹过程的应用及结果[J]. 魏季和,贺元,史国敏. 过程工程学报. 2010(05)
[6]浸入式侧吹对铁浴式熔融还原炉流动影响的数值分析[J]. 程伟玲,尹德友,冯孔方,王波,张捷宇,郑少波,洪新. 过程工程学报. 2010(S1)
[7]提高烟化炉主要技术经济指标的综合研究和应用[J]. 马绍斌. 云南冶金. 2009(S1)
[8]铁浴式熔融还原炉侧吹的数学模拟研究[J]. 雷鸣,王周勇,张捷宇,郑少波,王波,程伟玲,洪新. 过程工程学报. 2009(S1)
[9]铁浴反应器流场及温度场的数值模拟[J]. 王楠,余珊,黄翠环,邹宗树. 过程工程学报. 2009(S1)
[10]铅烟化炉的改进实践[J]. 张荣,廖凯,翦爱民. 中国有色冶金. 2009(03)
硕士论文
[1]鼓风炉炼铅炉渣烟化挥发锌的研究[D]. 伍贺东.昆明理工大学 2008
[2]三杯式风速计特性分析与实验研究[D]. 周志华.哈尔滨工业大学 2007
[3]烟化法处理鼓风炉炼铅炉渣试验研究[D]. 王振东.昆明理工大学 2006
[4]基于数据融合技术的烟化炉冶炼终点判断研究[D]. 师帅.昆明理工大学 2005
本文编号：3132893
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
烟化炉生产工艺流程图丨6】烟化过程为周期性过程，大致可分为进料、升温、还原焰炼、放澄四个阶段，
度的PS转炉与水模型相比，液体中气相的分布更为狭长，而且气相在溶体相中的分布比例要少，其水模型结果和工业尺度模拟结果如图1-7、1-8所示。HudaN等[35l采用欧拉多相流模型研究了气体从风口喷入烟化炉澄后的流体流动行为和溶渔池内的化学反应状况。研究表明，煤粉燃烧过程是影响穿透深度的主导因素，在渣池内部可以分为喷嘴气流区域、旋流区域以及准静态区域三个流动形态各异的区域。淮静态区位于渣池底部和喷嘴附近靠近壁面的区域，流动速度很微弱；旋流区位于喷嘴前方上部区域，有旋祸存在；喷嘴气流区域微气相核心区，流体流速较大。wkm图1-7水模型实验和水模型模拟结果的气相分布丨34〗10
1-8工业尺度的P-S转炉模拟结果的气相分布I34]规律数值模拟研究喷吹高温溶体冶金过程的进行非常重要，为此大量的多种炉型展幵了广泛的研究。研究方面，当前数值模拟工作主要集中在探究喷嘴炼炉的搅拌能力、混勻时间、两相流动的影响。究了两种不同喷嘴高度的侧吹模式下炼池内气液区的存在。结果表明侧吹熔池能够有效地吸收气熔池内形成有助于溶体和气体混合的旋流；喷嘴搅拌能力比喷嘴高度较高时更强。王楠等[37]对溶了数值模拟，考察了喷嘴插入深度以及喷嘴倾角对气二次燃烧的影响。研究发现，溶池内的搅拌区不断增大，而混匀时间则在不断减小；熔池的混勻加而不断增加。雷鸣等[38]采用VOF多相流模型对
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧枪布置方式对底吹熔池熔炼过程的影响[J]. 闫红杰,刘方侃,张振扬,高强,刘柳,崔志祥,申殿邦. 中国有色金属学报. 2012(08)
[2]富氧底吹熔炼炉内气液两相流动的数值模拟[J]. 张振扬,陈卓,闫红杰,刘方侃,刘柳,崔志祥,申殿邦. 中国有色金属学报. 2012(06)
[3]群体平衡模型对复杂气液泡状流数值模拟[J]. 段欣悦,张孜博,厉彦忠,屠基元. 化工学报. 2011(04)
[4]SURFACE TENSION EFFECTS ON THE BEHAVIOR OF TWO RISING BUBBLES[J]. WANG Han State Nuclear Power Technology Corporation Research and Development Centre, SNPTRD, Beijing 100190, China, ZHANG Zhen-yu Department of Mathematics, Shanghai University of Finance and Economics, Shanghai 200433, China YANG Yong-ming, ZHANG Hui-sheng Department of Mechanics and Engineering Science, Fudan University, Shanghai 200433, China. Journal of Hydrodynamics. 2011(02)
[5]侧顶复吹条件下AOD转炉熔池内流体流动的数学模拟:模型对纯顶吹过程的应用及结果[J]. 魏季和,贺元,史国敏. 过程工程学报. 2010(05)
[6]浸入式侧吹对铁浴式熔融还原炉流动影响的数值分析[J]. 程伟玲,尹德友,冯孔方,王波,张捷宇,郑少波,洪新. 过程工程学报. 2010(S1)
[7]提高烟化炉主要技术经济指标的综合研究和应用[J]. 马绍斌. 云南冶金. 2009(S1)
[8]铁浴式熔融还原炉侧吹的数学模拟研究[J]. 雷鸣,王周勇,张捷宇,郑少波,王波,程伟玲,洪新. 过程工程学报. 2009(S1)
[9]铁浴反应器流场及温度场的数值模拟[J]. 王楠,余珊,黄翠环,邹宗树. 过程工程学报. 2009(S1)
[10]铅烟化炉的改进实践[J]. 张荣,廖凯,翦爱民. 中国有色冶金. 2009(03)
硕士论文
[1]鼓风炉炼铅炉渣烟化挥发锌的研究[D]. 伍贺东.昆明理工大学 2008
[2]三杯式风速计特性分析与实验研究[D]. 周志华.哈尔滨工业大学 2007
[3]烟化法处理鼓风炉炼铅炉渣试验研究[D]. 王振东.昆明理工大学 2006
[4]基于数据融合技术的烟化炉冶炼终点判断研究[D]. 师帅.昆明理工大学 2005
本文编号：3132893
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3132893.html
