张振扬
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陈卓
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闫红杰
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刘方侃
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刘柳
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崔志祥
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申殿邦
中国有色金属学报
以某公司的富氧底吹熔池熔炼炉为原型,运用数值模拟的方法对炉内氧气-铜锍两相流动进行三维瞬态模拟,研究炉内气泡主要参数、气含率分布规律、氧枪出口附近压力变化以及液面波动情况.并借助于高速摄像仪设备,对水模型实验中气泡形成、合并、变形及破碎过程进行研究,所得结果与模拟结果进行比较.结果表明:所建立的数学模型是合理的.氧气铜锍两相流动模拟结果表明,炉内气泡形成时间为0.12,～0.25 s,生成频率为4～5 Hz,其短轴大小集中在3.5d~6.5d(d为氧枪直径尺寸):气泡停留时间为0.2～0.4 s,其在熔池内的平均上浮速度约为4 m/s；7°和22°氧枪出口气泡后座现象出现的平均频率分别为5Hz和7Hz,作用时间为0.06 s；高效反应区存在于熔池上部区域；气相搅动液相所形成的表面重力波在沉淀区传播的过程中,波幅衰减很快,当波传播到出渣口附近时,液面趋于静止.
关键词:
两相流
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气泡
,
数值模拟
,
底吹炉
闫红杰
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夏韬
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刘柳
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何秋安
,
何志军
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李全清
中国有色金属学报
基于Fluent软件，耦合Realizable k?ε湍流模型和VOF多相流模型对液态高铅渣还原炉内气液两相流动过程进行数值模拟。依据相似原理建立了水模型实验，得到气泡/气团频率、气泡直径和喷枪直径比值的实验结果，其结果和数值计算结果吻合较好，验证数值计算模型的有效性。运用该耦合模型研究熔池深度、喷枪直径、喷枪倾角和喷枪间距等因素对还原炉的影响。再通过正交实验和矩阵分析方法，综合考虑熔池气含率、熔体平均流速和熔体湍动能等指标，得到还原炉最优工况为喷枪角度为10°，熔池深度为800 mm，喷枪直径为60 mm，间距为950 mm。
关键词:
高铅渣
,
熔池熔炼
,
气液两相流
,
数值模拟
,
矩阵分析法
陈卓
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周萍
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李鹏
,
肖功明
,
闫红杰
,
魏文武
中国有色金属学报
基于Fluent软件,采用标准的k-ε湍流模型、欧拉-欧拉多相流模型、多重参考系稳态流动方法,对浸出槽内固液两相流动过程进行数值模拟研究,且采用示踪剂法研究流体在槽内停留时间的分布.将临界离底悬浮转速的数值模拟结果与Zwietering临界转速进行比较,两者吻合较好,验证模型的有效性.应用数值模拟方法研究桨叶离底高度、桨叶间距和阻尼板高度对槽内固相浓度分布和浸出液平均停留时间的影响规律.结果表明:在一定范围内,增大桨叶间距有利于固相分布均匀,延长浸出液的平均停留时间,从而促进固液相之间的传质扩散,当桨叶间距为2D(D为浸出槽直径)时,效果较优；在一定范围内,增大阻尼板高度有利于槽内固相的上浮；在允许范围内,降低桨叶离底高度有利于改善槽底沉积现象,增大浸出液的平均停留时间,当桨叶离底高度为0.3D时,效果较好.
关键词:
浸出槽
,
欧拉-欧拉多相流模型
,
多重参考系
,
固液两相流
,
停留时间
梁健国
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闫红杰
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张家元
钢铁研究
高炉喷吹煤粉时,由于煤粉的不完全燃烧,在回旋区处会产生未燃煤粉,影响高炉的透气性。建立了气固两相湍流和煤粉燃烧的三维数学模型,并且验证了该模型的可靠性。用所建模型对由直吹管、风口、回旋区和焦炭床构成的高炉下部区域进行了喷吹煤粉流动与燃烧现象的模拟研究。模拟结果揭示了高炉炉内气固流动和煤粉燃烧的基本性质和特点;通过正交试验方法研究不同操作因素对评价指标煤粉燃尽率的影响,得到4个操作因素对燃尽率的影响程度依次分别为喷煤量、富氧率、鼓风量和鼓风温度。而工况（喷煤量1 25kg/t,鼓风量1 950m3/min,鼓风温度1 523K,富氧率5.0%）为最佳优化工况,可实现提高喷煤量和煤粉燃尽率的效果。
关键词:
高炉下部
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气固湍流
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煤粉燃烧
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数值模拟
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优化研究
