顶吹浸没熔炼气泡和流体流动行为模拟研究.pdf

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1、第24卷第5期矿冶Vo1．24．No．52015年10月MINING＆METALLURGY0ctober2O15文章编号：1005—7854(2015)05—0057—04顶吹浸没熔炼气泡和流体流动行为模拟研究梁晨施哲史谊峰李京舒波(1．昆明理工大学冶金与能源工程学院，昆明650093；2．云南铜业集团，昆明650102)摘要：应用相似原理，建立水模型研究喷枪内旋流器位置和叶片数变化对于熔池搅拌和气泡后座的影响，应用高速摄影机和粒子成像测速系统对喷吹过程中的气泡生成和熔池内流体运动行为进行成像分析。水模拟研究表明，当旋流器叶片数为6片，在距离喷枪端部位置为9cm时，获得最佳搅拌

2、效果。试验结论比拟放大用于现场喷枪设计，效果改善明显。关键词：顶吹浸没熔炼；旋流器；气泡行为；流体流动中图分类号：TQ027．3；TF19文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005-7854．2015．05．015SIMULATIONSTUDY0NTHEBEHAVIOR0FBUBBLESANDFLUIDFL0WINSIROSMELTLIANGChenSHIZheSHIYi-fengLIJingSHUBo(1．FacultyofMetallurgicalandEnergyEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechn

3、ology，Kunming650093，China；2．YunnanCopperGroup，Kunming650102，China)ABSTRACT：Basedonthesimilarityprinciple，ahydrodynamicmodelwasbuiltuptostudyontheeffectofdiffer—entswirlerpositionandnumberofbladesonthemixingbehaviorandbubblerecoil．UsinghighspeedcameraandPIVtheformofbubblesandthefluidflowinthe

4、bathwereanalyzed．Itwasshownthatwhenthebladenumbersofswirlerwere6，andthedistanceoftheswirlertotheheadofthelancewas9cm，thebestresultwasachieved．Theconclusionwasverifiedinthelancedesignfortheplantproduction．KEYWoRDS：sirosmeh：swirler；behaviorofbubbles；fluidflow顶吹浸没熔炼技术(Sirosmeh)是由Floyd博士喷枪喷吹热流的试

5、验，得到了喷枪壁面及渣层温度在20世纪70年代发明的，主要由顶吹浸没喷枪和的计算式；SolnordalCB和GrayNB[43研究了旋流圆柱形的炉体构成⋯。其核心是直立浸没式喷枪，器对热传递和压力损失的影响等。称为赛洛(Siro)喷枪，该喷枪是由双层套筒组成，内我国自1996年由中条山侯马冶炼厂购买了第层提供燃料，外层喷吹富氧空气，在外层套筒内，内一台奥斯麦特炉至今，已经先后引入了十余台顶吹置有旋流器，其主要作用是使喷枪内管喷吹的燃油浸没熔炼炉，对应的相关技术研究也取得了一定的和富氧空气充分混合，同时增强热交换系数，使喷枪成果。韩旭、彭一川等对浸入式顶吹气流在熔池外壁凝结一层固

6、态渣层，从而起到保护喷枪的作用。中的穿透行为做了一系列研究，得到了气流穿透深国外很多学者对顶部浸没喷吹做了一系列研度和修正弗鲁德数之间的关系；张波和娄文涛究。LiowIL对浸没顶吹单个气泡从形成到脱离分别对不同喷吹气量下气泡的行为进行了水模拟和的过程进行了研究；SolnordalCB等¨通过对赛洛数值模拟试验，探究了气泡频率和冲击深度对熔池搅拌的影响；王仕博等对通过研究认为在熔池熔收稿日期：2014-03-24炼过程中，喷吹气量对炉内温度分布的影响远大于作者简介：梁晨，硕士研究生，专业为冶金工程。喷枪浸入深度对温度场的影响等。矿冶标，当地下铲运机行驶到信标处时，用信标处对应的划

7、、偏差计算及自主行驶控制有机结合起来，克服了里程数据更新车辆存储器中的里程数据，从而计算地下铲运机目标路径规划难题及行驶轨迹与目标路和控制精度得到恢复。径偏差求取难题，具有测量系统存储和计算数据量2．4轨迹偏差推算控制模式小、控制系统运行速度快、系统稳定性好的优点。当井下巷道局部区域的环境条件恶劣时，上述2)通过将地下铲运机偏差计算及自主行驶控三种模式的控制效果可能都不理想，在地下铲运机制划分为四种计算控制模式，克服了单一模式的局驶入该局部区域时，利用里程计和陀螺仪的测量数限性，通过在不同的