液態(tài)鋼渣氣淬?；囼?yàn)研究

液態(tài)鋼渣氣淬?；囼?yàn)研究

類似原則不是直接研究現(xiàn)象和過(guò)程本身，而是研究與實(shí)物相似的模型的方法。具體來(lái)說(shuō)，它是使用等式分析或素描分析方法提取相似的數(shù)量，并通過(guò)模型中的實(shí)驗(yàn)計(jì)算相似數(shù)量之間的關(guān)系，然后將該關(guān)系推廣到實(shí)物，以闡明這些現(xiàn)象和過(guò)程的規(guī)律。本文用石蠟冷態(tài)模擬氣淬?；^(guò)程中的液態(tài)鋼渣,建立?；^(guò)程中石蠟與液態(tài)鋼渣之間的關(guān)系,使實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)I(yè)試驗(yàn)或生產(chǎn)有一定的指導(dǎo)作用·1鋼渣和蠟的物理現(xiàn)象區(qū)別液態(tài)鋼渣具有液體的特性,是多種成分的混合物,一般出爐溫度約1500℃·在?；^(guò)程中有液態(tài)向固態(tài)的轉(zhuǎn)變和在沖擊力的作用下粒化分散的過(guò)程·目前能用于模擬試驗(yàn)的物品有石蠟、甘油、鋁等·甘油的熔點(diǎn)太低,在室溫條件下已經(jīng)是液態(tài),而鋁的熔化溫度相對(duì)較高·石蠟的熔化溫度較低,在實(shí)驗(yàn)室的溫度下比較容易實(shí)現(xiàn)從固態(tài)到液態(tài)再到固態(tài)的過(guò)程·彼此相似的現(xiàn)象必定具有相同的微分方程組·任何一種物理現(xiàn)象的定量描述從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看都是一個(gè)定解問(wèn)題·兩個(gè)物理現(xiàn)象相似,其實(shí)質(zhì)就是從描述一個(gè)現(xiàn)象的定解問(wèn)題出發(fā)作相似變換后,能夠給出另一現(xiàn)象的定解問(wèn)題·從物理現(xiàn)象上看,氣淬?；炁c氣淬粒化液態(tài)鋼渣屬于同類現(xiàn)象,都是在高壓高速的氣流中由于受力的不同而分散?；?在?；^(guò)程中與氣體進(jìn)行換熱而凝固·?；瘬Q熱的過(guò)程中兩個(gè)現(xiàn)象的物性參數(shù)具有相似的變化規(guī)律·區(qū)分這兩種物質(zhì)流動(dòng)要用單值條件·這兩種現(xiàn)象的單值條件主要有以下幾種:幾何條件——漏斗下端與氣流之間的距離l;物理?xiàng)l件——流體的密度ρ,黏度μ,表面張力σ;邊界條件——?dú)饬鞯牧魉賤,氣流的壓強(qiáng)p,外界的溫度T,氣流的流量Q·從以上的條件可見(jiàn),用石蠟?zāi)M液態(tài)鋼渣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)是可行的·2流體速度、qg、pg、l13555在氣淬粒化試驗(yàn)中,流體在高速氣流的沖擊下開始分散并?；び绊懥；Ч闹饕蛩厥菤饬鲝?qiáng)度和流體本身的性質(zhì)·其中影響?；臍饬鲄?shù)主要有壓強(qiáng)、速度和流量;影響粒化的流體參數(shù)主要有密度、黏度和表面張力,以及漏斗下端與氣嘴水平面的距離·量綱分析原理中相似準(zhǔn)數(shù)的量綱為零,由此可以得到以下幾個(gè)準(zhǔn)數(shù)·π1=pgρlμ-2lσ2l,(1)π2=vgμ-1lσl,(2)π3=lρ-1lμ2lσ-1l,(3)π4=Qgρ-2lμ3lσ-1l[JX*4]?[JX-*4](4)π1=pgρlμ?2lσ2l,(1)π2=vgμ?1lσl,(2)π3=lρ?1lμ2lσ?1l,(3)π4=Qgρ?2lμ3lσ?1l[JX*4]?[JX?*4](4)式中:ρl,μl,σl分別為流體的密度、黏度和表面張力;pg,vg,Qg分別為氣流的壓強(qiáng)、沖擊速度和流量;l為漏斗下端與氣嘴水平面的距離·假設(shè)pg,σl,μl,l,ρl,vg,Qg為?；灂r(shí)的參數(shù),p′g,σ′l,μ′l,l′,ρ′l,v′g,Q′g為?；簯B(tài)鋼渣時(shí)的參數(shù);則有ρ′l=Cρρl,σ′l=Cσσl,μ′l=Cμμl,p′g=Cppg,l′=Cll,v′g=Cvvg,Q′g=CQQg[JX*4]?[JX-*4]ρ′l=Cρρl,σ′l=Cσσl,μ′l=Cμμl,p′g=Cppg,l′=Cll,v′g=Cvvg,Q′g=CQQg[JX*4]?[JX?*4]根據(jù)相似現(xiàn)象的相似準(zhǔn)數(shù)相等,可由式(1)得pgρlμ-2lσ2l=p′gρ′lμ′-2lσ′2lpgρlμ?2lσ2l=p′gρ′lμ′?2lσ′2l,將上面的關(guān)系式代入,得pgρlμ-2lσ2l=CρCρC-2μC2σ×pgρlμ-2lσ2l,即CρCρC-2σC2σ=1[JX*4]?[JX-*4](5)同理,由式(2)～式(4)可得CvC-1μCσ=1,(6)ClC-1ρC2μC-1σ=1,(7)CQC-■ρCμC■σ=1[JX*4]?[JX-*4](8)通過(guò)相似原理推導(dǎo)出幾個(gè)準(zhǔn)數(shù),建立起石蠟試驗(yàn)和液態(tài)鋼渣試驗(yàn)的關(guān)系·根據(jù)石蠟?；^(guò)程中的現(xiàn)象和參數(shù)選擇來(lái)確定液態(tài)鋼渣?；^(guò)程中的現(xiàn)象和參數(shù)選擇·這樣可以避免直接應(yīng)用液態(tài)鋼渣進(jìn)行高溫試驗(yàn),降低了試驗(yàn)成本和?；O(shè)備的復(fù)雜程度,同時(shí)也達(dá)到了解決實(shí)際問(wèn)題的效果·3實(shí)驗(yàn)室測(cè)試3.1氣體噴嘴裝置試驗(yàn)過(guò)程是將熔化的石蠟置于密閉的空間內(nèi),在一定溫度下將熔融的石蠟通過(guò)漏斗倒下·在漏斗的下方水平方向上設(shè)有氣體噴嘴裝置,當(dāng)熔融的石蠟通過(guò)漏斗落下,流經(jīng)高壓高速氣流時(shí)被粒化·3.2試驗(yàn)結(jié)果1控制氣流速度由表1可以看出,隨著孔徑的變大,?；Ч黠@下降·這是因?yàn)樵诹髁亢蛪毫σ欢ǖ臈l件下,孔徑越大氣流速度越小,氣流對(duì)液態(tài)鋼渣的沖擊力越小,因此粒化效果越差·在選擇氣淬處理時(shí),可以通過(guò)控制氣嘴的孔徑調(diào)節(jié)氣流的速度·2表2顯示了不同氣體流量對(duì)顆粒形成效果的影響由表2可知,隨著氣體流量的增加,氣體對(duì)液體的沖擊力增大,液體分散的范圍增大,彌散的顆粒增加,增強(qiáng)了?；Ч?石蠟的粒化過(guò)程參數(shù)從石蠟?；囼?yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果證明,石蠟在一定實(shí)驗(yàn)室條件下可以實(shí)現(xiàn)?；?石蠟的粒度分布比較均勻,都在3mm以下·液態(tài)鋼渣和石蠟的?；^(guò)程是相似的,液態(tài)鋼渣在一定的條件下也可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的?；Чび墒?5)得Cp=CρC2σC2μ,即p′g=pgCρC2σC2μ,粒化石蠟的最佳氣體壓強(qiáng)為pg=0.1MPa,所以p′g=0.56MPa·由式(6)得Cv=CσCμ,即v′g=vgCσCμ,?；灥淖罴褮怏w流速為vg=80m/s,所以v′g=93.33m/s·由式(7)得Cl=C2μCρCσ,即l′=lC2μCρCσ,粒化石蠟時(shí)距離l=3cm,所以l′=18.7cm·由式(8)得,即?；灂r(shí)的氣體流量為Q=16m3/h,所以Q′=338m3/h·在?；^(guò)程中,對(duì)?；Ч绊懽蠲黠@的是氣體的壓力、速度和流量·從上面的推導(dǎo)中可以得到在?；簯B(tài)鋼渣的實(shí)驗(yàn)中氣體的壓強(qiáng)p′g、氣體的速度v′g和氣體的流量Q′·在?；炦^(guò)程中,石蠟的粒度隨氣流壓力、速度和流量的增大而減小·調(diào)節(jié)氣流的流量、壓力和速度(即更換氣嘴型式)完全可以實(shí)現(xiàn)石蠟的?；?并且?；Ч芾硐?達(dá)到了預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)·通過(guò)上面相應(yīng)的準(zhǔn)數(shù)計(jì)算可以得到粒化液態(tài)鋼渣過(guò)程中氣流的壓力、速度、流量和液態(tài)鋼渣的落下距離,為確定液態(tài)鋼渣?；^(guò)程參數(shù)提供相應(yīng)的理論依據(jù)·5氣淬粒化共享液氣鋼渣顆?；囼?yàn)石蠟和液態(tài)鋼渣的?；F(xiàn)象相似,用相似原理建立起兩者之間的關(guān)系·通過(guò)計(jì)算可以得出以下液態(tài)鋼渣?；^(guò)程的主要參數(shù):氣體壓強(qiáng)