高炉内液体运动规律研究不仅可为提高金属收得率、保证铁水质量和合适出铁温度提供指导,而且为高炉工艺模拟提供理论基础。该项目建立了一个可模拟高炉内液体流动基本规律的冷模型装置,可研究填充床层对其内液流的阻力和分散作用,为后续的模型研究奠定了实验基础。本项目从两个方面分别对高炉内液体流动规律进行理论描述(1)液体速度完全由液体重力、床中气体对液体(滴)曳力决定,结合假设对液流沿垂直于该速度方向散开的量进行描述;(2)液体重力、床中气体对液体(滴)曳力仅对液体速度贡献一部分,结合假设对液体速度剩余部分贡献的因素进行描述。而在方面(2)建立模型方程时,床层对液流作用力又有两种不同描述(a)体现与液体重力和气体对液体(滴)曳力的合力的关系的床层作用力描述;(b)体现与液体速度关系的床层作用力描述。方面(1)和方面(2)建立的理论模型方程基本上不同,而方面(2)的模型方程也会因床层作用力描述的变化而变化。本项目建立的模型方程以整个填充床区域为求解区域;能和一般传输方程在同一网格下数值求解;能给出非稳态下的结果。模型预测结果和实验数据有较好的一致性。将会为高炉工艺模拟提供更可靠的理论。
英文主题词wetting liquid droplets; packed bed; liquid flow; mathematical models; iron-making