Влияние диаметра фурм на структуру суспензии
Как показано в главе 10, при физическом моделировании боковой продувки расплава диаметр фурмы на модели не может быть произвольным. Величина d( при Q0=const определяет кинетическую энергию ввода дутья, а значит, величину направленного горизонтально начального импульса газовой струи.
Эта величина определяет «дальнобойность» (глубину проникновения) струи, удаленность от фурменной стенки зоны выхода струи на поверхность ванны, что влияет на характер циркуляции жидкости в ванне. Очевидно, что и структура шлакоугольной суспензии в реакторе может перестраиваться при изменении только одного диаметра сопла барботажных фурм (при неизменных остальных параметрах гидродинамического режима ванны). Особенности распределения модельных частиц в объеме продуваемой ванны при изменении диаметра фурмы исследовали в серии опытов.Для моделирования характерного стабильного режима работы реактора (базовый вариант) в предыдущих разделах работы использовали расчетные значения
расход воздушного дутья на
1 фурму 37,5 л/мин и высоту ванны над фурмами 40 мм. Для настоящего исследования использовали фурмы еще двух диаметров:
4,0 мм и 5,0 мм при тех же расходе дутья и высоте ванны. Сравнительно небольшая разница в величинах диаметров фурм в сравниваемых вариантах объясняется тем, что при рабочем расходе дутья на одну фурму
уменьшение диаметра сопла на 20% со
ответствует переходу на сверхзвуковой режим продувки, что технологически неприемлемо. В опытах использовали модельные частицы фракции 0,50-1,25 мм.
Пробы отбирали из поверхностного слоя ванны и с уровня фурм в области поз. 1 (рис. 11.4). Полученные результаты представлены на рис. 12.13 ирис. 12.14.
Анализ зависимостей, представленных на рис.
12.13 и рис. 12.14 показывает, что при всех исследованных насыщениях суспензии при уменьшении диаметра фурм от 5 до 4 мм замешивание частиц в объем ванны улучшается (слабо снижается содержание частиц в поверхностном слое (в 1,1-1,2) раза и увеличивается их содержание на уровне фурм в (1,25-1,4 раза)). При этом характер хода кривых, соответствующих разным диаметрам фурм, как в поверхностном слое, так и на уровне фурм, практически одинаков.
Рисунок 12.13. Зависимость содержания частиц в поверхностном слое и на уровне фурм от их общего количества в ванне при различных диаметрах фурм (фракция 0.50-1.25мм; расход дутья -37,5л/мин на 1 фурму)
Таким образом, увеличение первоначального импульса дутья, достигаемое уменьшением диаметра фурм улучшает замешивание частиц в глубину ванны, делает их распределение более равномерным. Поскольку увеличение скорости дутья целесообразно до значений, при которых начинает заметно сказываться сжимаемость газа (0,8а
[2] ), где а=331 м/с - скорость звука в газе), скорость дутья на выходе из фурмы целесообразно увеличить с 205 м/с (как это было реализовано на опытной установке) до 0,8*331=265 м/с.
 |
12.1.