ВЫВОД СОВОКУПНОСТИ КРИТЕРИЕВ ПОДОБИЯ ДЛЯ ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ШЛАКОУГОЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ В ПРОЦЕССЕ РОМЕЛТ
Задача физического моделирования гидродинамики шлакоугольной суспензии в процессе Ромелт состоит в воспроизведении на модели подобных оригиналу полей скоростей жидкости и содержаний твердой дисперсной примеси, в изучении их изменений при варьировании основных параметров гидродинамического режима.
Физическое моделирование должно дать ответ об эффективности замешивания частиц угля в объем шлаковой панны при различных гидродинамических режимах плавки. При эффективном замешивании угля более полно используется объем ванны как реакционной среды для восстановления железа из шлака, более эффективно происходит горение частиц угля на фурмах, обеспечивается интенсивная передача тепла к ванне из зоны дожигания.Проведение горячего физического моделирования процесса Ромел г практически невозможно. При холодном моделировании полное подобие, очевидно, недостижимо. Невозможно на одной модели имитировать все многообразие гидродинамических. тепло- и массообменных процессов, характерных для технологии. В данном исследовании при разработке методики приближенною физического моделирования гидродинамики шлакоугольной суспензии ставилась задача обеспечения на модели подобия в структуре и интенсивности турбулентной циркуляции в ванне и в структуре суспензии. Поэтому в разработано!) методике учитывали принципиально важный эффект термической» расширения вводимого дутья. Остальные тепломасео- обменные процессы, протекающие в шлаковой ванне, не учитывали, поскольку они не играю; существенной роли для качественного воспроизведения картины. Также не у читывали наличие в шлаке капель восстановленного железа.
Как известно из теории подобия, при физическом моделировании необходимо обеспечить динамическое, геометрическое и физическое подобие на модели и в образце. При обеспечении динамического подобия подобны поля скоростей. При
' Гплва2 иыпо.-дкнз под научным руководством >. т ». В Е Ле\срика обеспечении геометрического подобия выдерживается единое соотношение между основными линейными размерами. Физическое подобие предполагает подобие в фи-зических свойствах систем, содержащих несколько дискретных фаз, и состоит в со-блюдении постоянных соотношений между соответственно плотностями, вязкостя- ми и межфазными натяжениями.
В случае моделирования продувки суспензий, динамическое подобие нужно обеспечить как по отношению к циркуляции жидкости, так и по отношению к движению частиц в жидкости, которое определяет их распределение в обьеме ванны. Соответственно, приведенное ниже обоснование выбора (или вывода) критериев подобия для продувки шлакоугольной суспензии процесса Ромелт разделили на две части. В первой части рассмотрели условия подобия циркуляции жидкости при мо-делировании продувки жидкой ванны без частиц, а во второй части условия подобия при замешивании частиц в объем ванны.