<<
>>

//./. Параметры физической модели

При расчете на основе разработанной методики физического мо­делирования шлакоугольной суспензии параметров физической мо­дели использовали следующие характеристики реактора и процесса в стабильном режиме («базовый режим» (по данным, полученным при эксплуатации установки Ромелт на Новолипецком металлургическом комбинате)).

Геометрические параметры

- ширина ванны в фурменной зоне - 2,5 м;

- угол раскрытия ванны в верхней ее части - 20°,

- межфурменное расстояние - 0,8 м;

- число барботажных фурм - 16;

- высота пояса фурм от уровня подины - 1,5 м;

- высота спокойного шлака над осью фурмы - 0,8 м;

- толщина ванны металла на подине - 0,5 м;

- расстояние от крайней фурмы до торца реактора - 1,2 м;

- калибр сопел фурм - 0,03 м;

- диаметр частиц угля, ограниченно замешивающихся в глубину ванны - 7-14 мм (частицы меньших размеров образуют взвесь);

Физические параметры

плотности:

- газа на выходе из фурмы - 1,66 кг/м3 (кислородовоздушное дутье с 70 % 02, гидростатическое давление на уровне фурм ,2 атм.),

- шлака - 2650 кг/м3;

- частиц ококсованного угольного остатка - 900 кг/м3;

- общее содержание частиц угля в ванне - 1-3% от массы ванны;

вязкость шлака при Тш =1450° С - 0,5 Па*с,

Динамические параметры:

скорость газа на срезе сопла фурмы - 205 м/с (расход дутья на одну фурму - 625 нм3/ч).

При моделировании поведения «крупных» частиц угля, сконцентри­рованных преимущественно в верхней части барботируемой шлаковой ванны, использовали следующую совокупность критериев подобия:

ванны Г). Отдельно выделен симплекс Н= h/X0 - относительная высо­та ванны над уровнем фурм

Геометрический масштаб модели выбрали исходя из возможностей лабораторных компрессоров - 1.20 (5 = 1/20) Соответственно высота ванны над уровнем фурм на модели составляла 0,8/20=0,04 м (40 мм).

Помимо этого «базового» варианта в опытах использовали еще два значения высоты ванны: 20 мм и 80 мм над уровнем фурм.

Расход воздушного дутья на одну фурму на модели, соответствую­щий условиям продувки в реакторе, определенный по формуле (10.6) (с V4ртом гпепнего гидростатического давления в барботажном стол­бесоставил 33,4 л/мин.

В качестве материала для модельных частиц использовали измель­ченную, парафинированную по методу Рэлея-Покельс, пробку плот­ностью 320 кт/м3

Плотность модельной жидкости рассчитали из условш На промышленном образце имел:. ълиз-

кое соотношение должно быть на модели. При этом, как говорилось выше, вязкость модельной жидкости должна удовлетворять требованию Оказалось, что при равенстве геометрического масштаба для модельных частиц масштабу моделиэтим условиям достаточно

хорошо удовлетворяет 20%-ный раствор глицерина в воде (%, масс ). Отметим, что если в качестве модельной жидкости использовать воду, то из (10.31) следует масштаб геометрического подобия для частиц 1:33, что практически трудно обеспечить на модели Равенствепозволя­ет использовать практически удобное условиедля определения

необходимої о при моделировании количества часгиц в ванне Модель­ная жидкость имеет следующие физические свойства плотность 1052 кг/м3, вязкость 0,0018 Па*с, поверхностное натяжение 0,068 Н/м [26] Действительно, расчет по формуле (10 31 )(Ar =idem) необходимой вязкости модельной жидкости притает:

что близко к реальной вязкости модельной жидкости.

Отношениена модели составляет 0,304, что также близко к

условиям на промышленном образце (0,339)

В отдельной серии опытов исследовали перестройку структуры суспензии при изменении вязкости жидкости Выбор соответствую­щих модельных растворов обоснован ниже

Крупность модельных частиц выбрали из следующих соображе­ний.

В шлаковой ванне реактора в заметных количествах присутствуют

угольные частицы с размерами от 0,1 до 14 мм [1]. Крупные фракции (размером более 7 мм) концентрируются преимущественно в верхней части барботируемой ванны, мелкие фракции наблюдаются и в ниж­ней части ванны Таким образом, при соблюдении принятого геоме­трического масштаба, размеры “крупной” фракции модельных частиц должны находиться в диапазоне 0,35-0,7 мм. При исследовании ги­дродинамики суспензии на модели использовали измельченную пара­финированную пробку трех фракций, охватывающих более широкий диапазон размеров частиц: 0-0,5 мм, 0,5-1,25 мм и 2,0-2,5 мм. Частицы двух последних фракций моделировали суспензию из крупных частиц угля. Частицы первой фракции моделировали суспензию, содержащую взвесь и частицы переходных размеров (об этих опытах см. ниже).

Количество модельных частиц в ванне в опытах изменяли от 1,0 до 9,1% от массы барботируемого раствора. Особое внимание уделили исследованию состояния суспензии при значительных содержаниях твердых частиц в ванне

Диаметр фурмы на модели d()"od, соответствующий условиям про­дувки в реакторе (кислородовоздушное дутье, 70% ОД, рассчитанный по (10.9), составил 4,7 мм.

Параметры продувки модели в ее «базовом варианте» рассчитали исходя из следующих соображений. Структура шлакоугольной су­спензии при гидродинамическом режиме ванны, соответствующем нормальному ходу процесса, была изучена в прямых экспериментах

[1] . В этом режиме продувка расплава проходила в струйном режи­ме; величина критерия Gn составляла 3,3. Такое значение критерия Gn достаточно близко к критическому (Gn - позиции отбора проб

В пользу адекватности разработанной физической модели говорят также исследования структуры суспензии при работе в режиме бло­кировки поверхности ванны «сплошным слоем» частиц Этот техно­логически неблагоприятный режим, наблюдавшийся при работе реак­тора, наступал и при работе модели при соответствующих условиях.

<< | >>
Источник: Баласанов А.В., Лехерзак В.Е., Роменец В.А., Усачев А.Б.. Газификация угля в шлаковом расплаве / под ред Усачева А. Б. - М "Институт Стальпроект", 2008 - 288 с. 2008

Еще по теме //./. Параметры физической модели:

  1. Виды моделей
  2. 2.4. Разработка инструментария для управления изменениями управляющих параметров факторов самоорганизации комплекса предприятий автомобилестроения
  3. 2.2. Разработка общей модели функционирования распределительной сети «Нефтебаза - АЗС»
  4. 3.5.4 Численное моделирование при совместных ошибках модели поля Земли и ошибках баллистического коэффициента
  5. ГЛАВА 3. ПАРАМЕТРЫ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВАННЫ 11ЕЧИ РОМЕЛТ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
  6. 3.1. Параметры фигичсской модели
  7. ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ШЛАКОУГОЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ ПРОЦЕССА РОМЕЛТ НА ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
  8. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ШЛАКОУГОЛЬНОЙСУСПЕНЗИИ ПРОЦЕССА РОМЕЛТ НА ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
  9. 2.2. ТРЕНДОВЫЕ МОДЕЛИ
  10. Классификация моделей.
  11. 2.4 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И АПРОБАЦИЯ ОПТИМИЗАЦИОННОЙ МОДЕЛИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ РЕСУРСОВ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
  12. ОТНОШЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА К ПРИРОДЕ: ОСНОВНЫЕ МОДЕЛИ
  13. СОДЕРЖАНИЕ
  14. Глава 11. Параметры физической модели ванны реактора и методика экспериментов
  15. //./. Параметры физической модели