ДОСЛІДЖЕННЯ ШВИДКОСТІ ДИСПЕРСНИХ ЧАСТИНОК ПРИ РІЗНИХ КУТАХ ДІЛЕННЯ ДВОФАЗНОГО ПОТОКУ
Шевченко Сергій Анатолійович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; , 0000-0002-9287-9177 Шевченко Анатолій Пилипович, д.т.н., проф., пров.наук.співроб., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; ovochisi@outlook.com, 0000-0003-0867-6825 Толстопят А.П. , Дніпропетровсбкий національний університет Флеер Л.А. , Дніпропетровсбкий національний університет Елисеев В.И. , Дніпропетровсбкий національний університет · ORCID: 0000-0003-0867-6825 · shev_serg@i.ua
Анотація
Метою даної роботи є оцінка впливу т-образного подільника (α = 180 °) на швидкість руху кулястих частинок по тракту соплової фурми в потоці повітря і зіставлення з результатами експериментів поділу потоку при менших кутах. Виконані дослідження показали, що в т-образному подільнику частки реагенту мають складну траєкторію руху. Частина частинок має швидкість витікання відповідну іншим типам подільника (7 – 14 м/с), а інша рівноважна частина частинок гальмується і має швидкість витікання в 4 – 5 разів меншу (1 – 3 м/с), що відображено бімодальним характером розподілу отриманих результатів. У зв'язку з цим, перехід від одиночних частинок до більш щільному потоку (у разі підвищення інтенсивності подачі реагенту) призведе до появи нестабільності процесу інжекції, до пульсацій і навіть замикання фурми, що в умовах витоку в розплав призведе до закупорки сопла. Підтвердженням цьому є окремі спроби вдувати гранульований магній через т-образну фурму на установках десульфурації чавуну, коли завершення введення магнію здійснювалось із завищеними витратами газу, який транспортує магній, і інтенсивністю не більше 5 – 6 кг/хв, що в 5 разів менше ніж через y-образну соплову фурму. При цьому інжекція здійснювалася через одне сопло, оскільки інше на перших секундах видачі магнію закупорюють. Процес протікав бурхливо і супроводжувався виплесками чавуну з ковша. Встановлено, що в 79 порівнянні з кутами поділу потоку (a = 30°, 60°, 90°) т-образний дільник (a = 180°) більшою мірою знижує швидкість частинок магнію і полістиролу (на 20 – 50%). Крім того, на швидкість руху твердої частинки по тракту соплової фурми істотно впливають фізичні характеристики взаємодіючих матеріалів, форма частинок, витрата газу, транспортує, і довжина патрубка після дільника.
Ключові слова
інжекція, канал фурми, дільник потоку, частинка магнію, експериментальна установка, розподіл ймовірності швидкості.
Список літератури
- Толстопят А.П. Экспериментальное определение скорости частиц в канале постоянного диаметра / А.П. Толстопят, Л.А. Флеер, В.Е. Давидсон, В.И. Елисеев, Т.А. Рузова, А.Ф. Шевченко, И.А. Маначин, С.А. Шевченко // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. Сборник научных трудов. – 2011. – Вып. 23. – С. 113-122.
- Толстопят А.П. Экспериментальное определение скорости частиц двухфазного потока (газ-тв.) в трубопроводе с делителем. / А.П. Толстопят, В.В. Давидсон, Л.А. Флеер, В.И. Елисеев, Т.А. Рузова, И.А. Маначин, А.Ф. Шевченко, С.А. Шевченко // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. Сборник научных трудов. 2012. – Вып. 25. – С. 123-130.
- Рузова Т.А., Толстопят А.П., Флеер Л.А. Метод экспериментального определения скоростей частиц в двухфазном потоке // Науковий вісник Національного гірничого університету. – Дніпропетровськ. – 2012. – № 3.–С.107–113.
- VI Международный симпозиум по десульфурации чугуна и стали: Сб. докладов / Магдебург – Германия. 14–16 сентября 2000 г. – 138 с.