TY - JOUR

T1 - ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЯВЛЕНИЙ БАРБОТАЖА В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ КОНВЕРТЕРЕ

AU - Nikulin, V. A.

AU - Mordanov, S. V.

AU - Syromyatnikov, S. N.

AU - Matyukhin, V. I.

AU - Matyukhin, O. V.

PY - 2014

Y1 - 2014

N2 - Для исследования гидродинамических процессов в горизонтальном конвертере использовали данные его физического моделирования с применением методики конечных элементов для решения задач течения жидкостей. Для описания двухфазной среды при продувке жидкости применяли модель Эйлера, позволяющую повысить устойчивость решения при сложном объемном распределении фаз и бесконечном взаиморастворении. Используя уравнение Навье - Стокса, создали модели турбулентностей для отдельных неизвестных переменных на основе двухпараметрических уравнений, позволяющих определить турбулентную скорость и масштаб длины турбулентных пульсаций. Рассматривая уравнения изменения кинетической энергии и скорости диссипации массы фаз, авторы установили закономерности формирования вихревой вязкости потоков с учетом сложности их распределения в объеме. Проверку адекватности модели реальным процессам проводили на основе экспериментальных данных физического моделирования гидродинамики продувки ванны горизонтального конвертера. Установленные закономерности формирования полей плотностей водовоздушной смеси в объеме агрегата, скоростей воды и воздуха показали, что наиболее интенсивное движение воздушных масс в барботируемой ванне при заданных условиях расчета происходит вблизи стенки аппарата в зоне, расположенной непосредственно над входными сечениями струй. При этом наибольшему струйному воздействию подвергается поверхностная зона стенки конвертера, расположенная на 50-80 мм выше уровня входных воздушных сопел. Для уменьшения воздействия зоны турбулентности на реальном конвертере было предложено использование локального кессонирования части его корпуса по всей длине для формирования на внутренней поверхности футеровки шлакового гарнисажа. Созданная математическая модель в дальнейшем может быть модернизирована с учетом явлений тепло- и массопереноса, имеющих место в промышленном оборудовании.

AB - Для исследования гидродинамических процессов в горизонтальном конвертере использовали данные его физического моделирования с применением методики конечных элементов для решения задач течения жидкостей. Для описания двухфазной среды при продувке жидкости применяли модель Эйлера, позволяющую повысить устойчивость решения при сложном объемном распределении фаз и бесконечном взаиморастворении. Используя уравнение Навье - Стокса, создали модели турбулентностей для отдельных неизвестных переменных на основе двухпараметрических уравнений, позволяющих определить турбулентную скорость и масштаб длины турбулентных пульсаций. Рассматривая уравнения изменения кинетической энергии и скорости диссипации массы фаз, авторы установили закономерности формирования вихревой вязкости потоков с учетом сложности их распределения в объеме. Проверку адекватности модели реальным процессам проводили на основе экспериментальных данных физического моделирования гидродинамики продувки ванны горизонтального конвертера. Установленные закономерности формирования полей плотностей водовоздушной смеси в объеме агрегата, скоростей воды и воздуха показали, что наиболее интенсивное движение воздушных масс в барботируемой ванне при заданных условиях расчета происходит вблизи стенки аппарата в зоне, расположенной непосредственно над входными сечениями струй. При этом наибольшему струйному воздействию подвергается поверхностная зона стенки конвертера, расположенная на 50-80 мм выше уровня входных воздушных сопел. Для уменьшения воздействия зоны турбулентности на реальном конвертере было предложено использование локального кессонирования части его корпуса по всей длине для формирования на внутренней поверхности футеровки шлакового гарнисажа. Созданная математическая модель в дальнейшем может быть модернизирована с учетом явлений тепло- и массопереноса, имеющих место в промышленном оборудовании.

KW - Bubbling

KW - Computational hydrodynamics

KW - Converter

KW - Simulation

KW - Wear reduction

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=84922570227&partnerID=8YFLogxK

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=22155740

M3 - Статья

AN - SCOPUS:84922570227

SP - 108

EP - 112

JO - Цветные металлы

JF - Цветные металлы

SN - 0372-2929

IS - 10

ER -