KR机械搅拌法脱硫的流场混合行为研究
发布时间：2021-08-05 15:31
在钢铁的精炼过程中,铁水的脱硫对铁水预处理具有重要的意义,是提高钢铁纯度的关键工序之一。在我国,机械搅拌法和喷吹法是两种比较常用的脱硫方法。其共同特点是,在带动铁水流动的过程中,使脱硫剂均匀的分布于铁水包内,进而与铁水中的硫进行反应,达到除硫的目的。因此,对如何缩短混合均匀时间以及铁水与脱硫剂的接触概率等问题的研究具有重要意义。本文在固液两相流动的基础上,对不同搅拌工况下KR搅拌法的脱硫效果进行了研究。着重比较了桨叶的尺寸、浸入液面深度、桨叶转速对搅拌槽内混合过程的影响,并进行了改进,即提出了偏心以及偏心加扰流柱的物理模型,并将其与之前的流场进行了对比。本文首先对不同搅拌深度、不同转速以及不同的桨叶尺寸的情况下,流场的混合效果进行了模拟,.对不同因素对搅拌效果的影响进行了评价。然后在此研究的基础上,对模型进行了改进,即将搅拌头偏心布置,并与之前的研究成果进行了比较,进而得出了镁在流场中的含量与混合时间、混合功率的关系曲线,得出最佳的组合。模拟结果证明,转速与物料的混合效果呈正相关关系,但如果一味的追求转速的话,就会增加功率的消耗,所以,要把转速控制在120r/min左右,并且桨叶尺寸越...
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．８模拟值与参考文献值比较??Ｆｉｇ．?３．８?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｒｅｓｕｌｔｓ??
?－??■?图３．８模拟值与参考文献值比较??Ｆｉｇ．?３．８?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｒｅｓｕｌｔｓ??３．２．３不巧尺寸的奖叶对流场的影响??攒拌奖叶在１２〇ｒ／ｍｉｎ的转速作用下，研究六种不同型号的奖叶对流场参数的影响。六??种奖叶的尺寸分别为?〇．〇４％ｏｔｘ?０．０４５８ｍ?Ｘ?０．２４０ｍ、?０．０５ｍ?ｘ?０．０５ｗ?ｘ?０．２２０ｗ、??０．０５５ｗ?Ｘ?０．０５５ｍ?Ｘ?０．２００ｍ、?０．０６Ｉｌ？７ｘ〇．〇６１１ｍｘ〇．１８０？Ｊ、?０．０６８８ｍ?ｘ?〇．〇６８８ｍ?ｘ?０．１６０ｗ、??０．０７?８６７Ｍ?Ｘ?０．０７８６＇ｗ?Ｘ?０．１４０ｗ?做Ｘ＝０的切面，如图３．１６，从图中可Ｗ看出，随着奖叶不断??加长变薄，祸的深度是不断增大的，具体的祸深数据如表３．２。??（１）奖型变化对槽内祸深的影响???晒Ｐ圓■圍圍??ＵＥ１Ｕ??凶３．９不同浆叶的相凶??（ａ）?—号楽叶；（ｂ）?＾号奖叶；（Ｃ）三号浆叶；（ｄ）四号浆叶；（ｅ）五号浆叶；（０六巧浆叶??Ｆｉｇ．?３．９?Ｐｈａｓｅ?ｆｒａｃｔｉｏｎｓ?ｏｆ
圏３．１３不同奖巧情况下水平巧线上的速巧分布??Ｆｉｇ．?３．］３?Ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｄｉｓｔｒ?化?ｕｔｉｏｎ?ｏｎ?ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｌｉｎｅｓ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｉｍｐｅｌｌｅｒｓ??如图３．１３所示，横轴所表示的是槐拌槽的轴也与测点的间距，纵轴所表示的是水平直??线上测点的滿动强度分布情况，水平直线上测点是里轴对称分布的。其最终结果显示揽拌??槽中的流场瑞动强度主要取决于奖型，并且，通常情况下巧侧和中也的縮动程度比较缓和，??浆叶端面的端动最为剧烈。与竖直直线上的测点滿动强度分布情况类似，奖叶长度越大，??则攪拌槽内的端动强度越高，流体的平均速度也就越大。就水平直线上的速度分情况而??言，与攒拌槽中也部位的距离越近，流体速度的数值愈小，这部分的混合效果化就越差。??３．２．４浸入深度变化对槽内流场特性的影响??（１）浸入深度变化对槽内滿动能（ｍ２／ｓ２）分布的影响??图３．１４是在中也攪拌的情况下，研究揽拌奖叶不同浸入深度的情况下，縮动能
【参考文献】：
期刊论文
[1]多相流过程参数检测技术综述[J]. 谭超,董峰. 自动化学报. 2013(11)
[2]旋流静态混合器内瞬态压力的混沌动力结构突变特性[J]. 禹言芳,熊强,孟辉波,王丰,吴剑华. 过程工程学报. 2013(03)
[3]旋流静态混合器内瞬态流动特性研究进展[J]. 禹言芳,王丰,孟辉波,王艳芬,王伟,吴剑华. 化工进展. 2013(02)
[4]软岩流变模型实验相似准则的推演及应用[J]. 王永岩,李媛. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2012(03)
[5]粗颗粒在复杂空间形态管道水力输送中运动形式的研究[J]. 曹斌,夏建新,黑鹏飞,刘鑫. 矿冶工程. 2012(02)
[6]首钢京唐炼钢厂新一代工艺流程与应用实践[J]. 张福明,崔幸超,张德国,罗伯钢,魏钢,韩丽敏. 炼钢. 2012(02)
[7]复杂形态管道中粗颗粒水力输送的临界条件研究[J]. 曹斌,夏建新,黑鹏飞,王磊. 金属矿山. 2012(03)
[8]复杂条件下管道水力输沙研究进展与挑战[J]. 夏建新,曹斌,黑鹏飞. 泥沙研究. 2011(06)
[9]双层半圆管盘式涡轮桨搅拌槽气液分散特性的数值模拟[J]. 张雪雯,李志鹏,高正明. 北京化工大学学报(自然科学版). 2011(02)
[10]不同型式搅拌桨对黄原胶水溶液搅拌效果的CFD数值模拟[J]. 李晶,詹晓北,郑志永,齐祥明,蒋芸,刘天中,刘立明. 过程工程学报. 2009(04)
博士论文
[1]异型坯连铸过程中结晶器铜板及铸坯热力行为数值模拟研究[D]. 罗伟.重庆大学 2012
[2]转炉高效提钒相关技术基础研究[D]. 黄青云.重庆大学 2012
[3]SVM和CBR的建模研究及其在转炉炼钢过程的应用[D]. 王心哲.大连理工大学 2012
[4]偏心搅拌槽内宏观不稳定性的分离涡模拟及实验研究[D]. 杨锋苓.山东大学 2010
[5]高强度海洋平台用钢的强韧化机理研究及产品开发[D]. 狄国标.东北大学 2010
[6]热态多相搅拌反应器流体力学性能研究[D]. 陈雷.北京化工大学 2009
硕士论文
[1]机械搅拌法铁水脱硫增硅工艺研究[D]. 张建冬.河北联合大学 2013
[2]含铌铁水氧化性脱硅实验研究[D]. 李康伟.内蒙古科技大学 2012
[3]基于辅料资源运行特性的转炉炼钢过程建模及优化研究[D]. 陈凤银.武汉科技大学 2012
[4]铁水预处理喷吹脱硫过程动力学数值模拟[D]. 姚锋.华中科技大学 2012
[5]铁水预脱硫工艺的工业试验研究[D]. 尹宏军.东北大学 2011
[6]低镁复合脱硫剂的开发及应用[D]. 杨辉合.昆明理工大学 2010
[7]铁水预处理过程中喷气搅拌的实验与模拟研究[D]. 邵品.昆明理工大学 2009
[8]铁水预处理中镁基脱硫剂的混合行为研究[D]. 张宏志.东北大学 2009
[9]宣钢含钛高炉炉渣冶炼性能研究[D]. 魏航宇.河北理工大学 2009
[10]固液搅拌槽内近壁区液相速度研究[D]. 李良超.北京化工大学 2004
本文编号：3324005
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．８模拟值与参考文献值比较??Ｆｉｇ．?３．８?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｒｅｓｕｌｔｓ??
?－??■?图３．８模拟值与参考文献值比较??Ｆｉｇ．?３．８?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｒｅｓｕｌｔｓ??３．２．３不巧尺寸的奖叶对流场的影响??攒拌奖叶在１２〇ｒ／ｍｉｎ的转速作用下，研究六种不同型号的奖叶对流场参数的影响。六??种奖叶的尺寸分别为?〇．〇４％ｏｔｘ?０．０４５８ｍ?Ｘ?０．２４０ｍ、?０．０５ｍ?ｘ?０．０５ｗ?ｘ?０．２２０ｗ、??０．０５５ｗ?Ｘ?０．０５５ｍ?Ｘ?０．２００ｍ、?０．０６Ｉｌ？７ｘ〇．〇６１１ｍｘ〇．１８０？Ｊ、?０．０６８８ｍ?ｘ?〇．〇６８８ｍ?ｘ?０．１６０ｗ、??０．０７?８６７Ｍ?Ｘ?０．０７８６＇ｗ?Ｘ?０．１４０ｗ?做Ｘ＝０的切面，如图３．１６，从图中可Ｗ看出，随着奖叶不断??加长变薄，祸的深度是不断增大的，具体的祸深数据如表３．２。??（１）奖型变化对槽内祸深的影响???晒Ｐ圓■圍圍??ＵＥ１Ｕ??凶３．９不同浆叶的相凶??（ａ）?—号楽叶；（ｂ）?＾号奖叶；（Ｃ）三号浆叶；（ｄ）四号浆叶；（ｅ）五号浆叶；（０六巧浆叶??Ｆｉｇ．?３．９?Ｐｈａｓｅ?ｆｒａｃｔｉｏｎｓ?ｏｆ
圏３．１３不同奖巧情况下水平巧线上的速巧分布??Ｆｉｇ．?３．］３?Ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｄｉｓｔｒ?化?ｕｔｉｏｎ?ｏｎ?ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｌｉｎｅｓ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｉｍｐｅｌｌｅｒｓ??如图３．１３所示，横轴所表示的是槐拌槽的轴也与测点的间距，纵轴所表示的是水平直??线上测点的滿动强度分布情况，水平直线上测点是里轴对称分布的。其最终结果显示揽拌??槽中的流场瑞动强度主要取决于奖型，并且，通常情况下巧侧和中也的縮动程度比较缓和，??浆叶端面的端动最为剧烈。与竖直直线上的测点滿动强度分布情况类似，奖叶长度越大，??则攪拌槽内的端动强度越高，流体的平均速度也就越大。就水平直线上的速度分情况而??言，与攒拌槽中也部位的距离越近，流体速度的数值愈小，这部分的混合效果化就越差。??３．２．４浸入深度变化对槽内流场特性的影响??（１）浸入深度变化对槽内滿动能（ｍ２／ｓ２）分布的影响??图３．１４是在中也攪拌的情况下，研究揽拌奖叶不同浸入深度的情况下，縮动能
【参考文献】：
期刊论文
[1]多相流过程参数检测技术综述[J]. 谭超,董峰. 自动化学报. 2013(11)
[2]旋流静态混合器内瞬态压力的混沌动力结构突变特性[J]. 禹言芳,熊强,孟辉波,王丰,吴剑华. 过程工程学报. 2013(03)
[3]旋流静态混合器内瞬态流动特性研究进展[J]. 禹言芳,王丰,孟辉波,王艳芬,王伟,吴剑华. 化工进展. 2013(02)
[4]软岩流变模型实验相似准则的推演及应用[J]. 王永岩,李媛. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2012(03)
[5]粗颗粒在复杂空间形态管道水力输送中运动形式的研究[J]. 曹斌,夏建新,黑鹏飞,刘鑫. 矿冶工程. 2012(02)
[6]首钢京唐炼钢厂新一代工艺流程与应用实践[J]. 张福明,崔幸超,张德国,罗伯钢,魏钢,韩丽敏. 炼钢. 2012(02)
[7]复杂形态管道中粗颗粒水力输送的临界条件研究[J]. 曹斌,夏建新,黑鹏飞,王磊. 金属矿山. 2012(03)
[8]复杂条件下管道水力输沙研究进展与挑战[J]. 夏建新,曹斌,黑鹏飞. 泥沙研究. 2011(06)
[9]双层半圆管盘式涡轮桨搅拌槽气液分散特性的数值模拟[J]. 张雪雯,李志鹏,高正明. 北京化工大学学报(自然科学版). 2011(02)
[10]不同型式搅拌桨对黄原胶水溶液搅拌效果的CFD数值模拟[J]. 李晶,詹晓北,郑志永,齐祥明,蒋芸,刘天中,刘立明. 过程工程学报. 2009(04)
博士论文
[1]异型坯连铸过程中结晶器铜板及铸坯热力行为数值模拟研究[D]. 罗伟.重庆大学 2012
[2]转炉高效提钒相关技术基础研究[D]. 黄青云.重庆大学 2012
[3]SVM和CBR的建模研究及其在转炉炼钢过程的应用[D]. 王心哲.大连理工大学 2012
[4]偏心搅拌槽内宏观不稳定性的分离涡模拟及实验研究[D]. 杨锋苓.山东大学 2010
[5]高强度海洋平台用钢的强韧化机理研究及产品开发[D]. 狄国标.东北大学 2010
[6]热态多相搅拌反应器流体力学性能研究[D]. 陈雷.北京化工大学 2009
硕士论文
[1]机械搅拌法铁水脱硫增硅工艺研究[D]. 张建冬.河北联合大学 2013
[2]含铌铁水氧化性脱硅实验研究[D]. 李康伟.内蒙古科技大学 2012
[3]基于辅料资源运行特性的转炉炼钢过程建模及优化研究[D]. 陈凤银.武汉科技大学 2012
[4]铁水预处理喷吹脱硫过程动力学数值模拟[D]. 姚锋.华中科技大学 2012
[5]铁水预脱硫工艺的工业试验研究[D]. 尹宏军.东北大学 2011
[6]低镁复合脱硫剂的开发及应用[D]. 杨辉合.昆明理工大学 2010
[7]铁水预处理过程中喷气搅拌的实验与模拟研究[D]. 邵品.昆明理工大学 2009
[8]铁水预处理中镁基脱硫剂的混合行为研究[D]. 张宏志.东北大学 2009
[9]宣钢含钛高炉炉渣冶炼性能研究[D]. 魏航宇.河北理工大学 2009
[10]固液搅拌槽内近壁区液相速度研究[D]. 李良超.北京化工大学 2004
本文编号：3324005
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