發(fā)布時(shí)間：2025-02-07 16:51

　　 為闡明底吹熔池氣體射流振蕩強(qiáng)化攪拌機(jī)制,提出了基于Betti數(shù)來定量表征底吹氣體振蕩射流強(qiáng)化攪拌效果的新途徑,并以此為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)提出底吹爐氧槍排布的優(yōu)化方案。首先,基于正交試驗(yàn)理論,設(shè)計(jì)了多水平因子水模型實(shí)驗(yàn)方案;其次,運(yùn)用攝像設(shè)備捕捉了19組底吹水模型容器內(nèi)氣液流態(tài)演化過程的連續(xù)圖片,通過圖像處理技術(shù)得到連續(xù)流態(tài)圖片的Betti數(shù);最后,通過Betti數(shù)的分布規(guī)律來實(shí)現(xiàn)不同工況下氣體射流振蕩攪拌效果的差異化表征。結(jié)果表明:在單排氧槍排布方式下,在0°～14°范圍槍傾角越大,射流產(chǎn)生氣泡數(shù)量越多,分布更為均勻;在雙排氧槍排布方式下,非對稱噴吹的射流振蕩攪拌效果明顯更好,且采用0°與7°傾角的特征數(shù)值更為理想。

【文章頁數(shù)】：14 頁

【部分圖文】：

圖1 底吹熔池水模型

本實(shí)驗(yàn)過程主要通過拍攝不同底吹氧槍排布方式下熔池內(nèi)噴吹氣體射流形態(tài)變化過程。依據(jù)底吹熔煉爐的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及張振揚(yáng)等[6-7]有關(guān)氧槍排布對底吹熔池流場影響的研究內(nèi)容。制作與真實(shí)底吹爐大小為1:10相似水模型，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，水模型直徑為0.36m，長1.2m，底部均勻分布7....

圖2 底吹熔池實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

本實(shí)驗(yàn)過程主要借助高速攝像儀設(shè)備，對水模型實(shí)驗(yàn)中的氣體在熔體流動(dòng)狀況進(jìn)行拍攝。為了簡化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)過程中保證總的氣體流量為2.0m3/h及氧槍直徑0.04m不變，且實(shí)驗(yàn)周圍環(huán)境條件均相同的條件下進(jìn)行。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下。1)在所有的實(shí)驗(yàn)中，假定在初始時(shí)間熔池為靜止?fàn)顟B(tài)，不考....

圖3 圖像處理步驟

針對底吹爐底吹氣流的特殊性，經(jīng)過圖像分析后若玻璃反應(yīng)器中塊的個(gè)數(shù)變化幅度小，表示氣泡團(tuán)聚或分裂程度以及射流搖擺幅度小，底吹氣體射流穩(wěn)定性好，此外，在這些結(jié)塊中洞的個(gè)數(shù)，表示底吹爐中氣泡個(gè)數(shù)，反映了氣泡混合均勻性程度，氣泡個(gè)數(shù)越多代表該種噴吹方式下熔池含有的氣體量大，礦料顆粒與氧氣....

圖4 單排氧槍不同工況下第0維Betti數(shù)時(shí)間序列

根據(jù)圖4統(tǒng)計(jì)結(jié)果，計(jì)算出各個(gè)工況下第0維Betti數(shù)的均值和振幅，其數(shù)值大小以及變化趨勢如下表2、圖5及圖6所示。圖5單排氧槍不同工況下第0維Betti數(shù)均值變化

本文編號：4031016