Исследование газодисперсного течения в форсунке для подачи пылеугольного топлива в доменную печь
Представлены результаты численных расчетов двухскоростного течения в уже изготовленной форсунке для подачи пылеугольного топлива в фурменную зону доменной печи. Показано, как изменение концентрации порошка, диаметр частиц и их динамическое отставание влияет на распределение газодинамических параметр...
Gespeichert in:
| Datum: | 2013 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2013
|
| Schriftenreihe: | Металл и литье Украины |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131147 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Исследование газодисперсного течения в форсунке для подачи пылеугольного топлива в доменную печь / Н.В. Косолап, Р.Д. Куземко // Металл и литье Украины. — 2013. — № 01. — С. 15-19. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-131147 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1311472018-03-16T03:02:41Z Исследование газодисперсного течения в форсунке для подачи пылеугольного топлива в доменную печь Косолап, Н.В. Куземко, Р.Д. Представлены результаты численных расчетов двухскоростного течения в уже изготовленной форсунке для подачи пылеугольного топлива в фурменную зону доменной печи. Показано, как изменение концентрации порошка, диаметр частиц и их динамическое отставание влияет на распределение газодинамических параметров вдоль топливной форсунки. Представлено результати чисельних розрахунків двохшвидкісної течії у виготовленій форсунці для подачі пиловугільного палива в фурмену зону доменної печі. Показано, як зміна концентрації порошку, діаметр частинок та їх динамічне відставання впливає на розподіл газодинамічних параметрів вздовж паливної форсунки. The results of numerical calculations of the two-speed flow in the already made nozzle for the pulverized coal injection in blast furnace tuyere zone are given. It is shown how the change of powder concentration, particle size and their dynamic lag influences on the distribution of dynamic parameters along the fuel injector 2013 Article Исследование газодисперсного течения в форсунке для подачи пылеугольного топлива в доменную печь / Н.В. Косолап, Р.Д. Куземко // Металл и литье Украины. — 2013. — № 01. — С. 15-19. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 2077-1304 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131147 669.162.2 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Представлены результаты численных расчетов двухскоростного течения в уже изготовленной форсунке для подачи пылеугольного топлива в фурменную зону доменной печи. Показано, как изменение концентрации порошка, диаметр частиц и их динамическое отставание влияет на распределение газодинамических параметров вдоль топливной форсунки. |
| format |
Article |
| author |
Косолап, Н.В. Куземко, Р.Д. |
| spellingShingle |
Косолап, Н.В. Куземко, Р.Д. Исследование газодисперсного течения в форсунке для подачи пылеугольного топлива в доменную печь Металл и литье Украины |
| author_facet |
Косолап, Н.В. Куземко, Р.Д. |
| author_sort |
Косолап, Н.В. |
| title |
Исследование газодисперсного течения в форсунке для подачи пылеугольного топлива в доменную печь |
| title_short |
Исследование газодисперсного течения в форсунке для подачи пылеугольного топлива в доменную печь |
| title_full |
Исследование газодисперсного течения в форсунке для подачи пылеугольного топлива в доменную печь |
| title_fullStr |
Исследование газодисперсного течения в форсунке для подачи пылеугольного топлива в доменную печь |
| title_full_unstemmed |
Исследование газодисперсного течения в форсунке для подачи пылеугольного топлива в доменную печь |
| title_sort |
исследование газодисперсного течения в форсунке для подачи пылеугольного топлива в доменную печь |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| publishDate |
2013 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131147 |
| citation_txt |
Исследование газодисперсного течения в форсунке для подачи пылеугольного топлива в доменную печь / Н.В. Косолап, Р.Д. Куземко // Металл и литье Украины. — 2013. — № 01. — С. 15-19. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| series |
Металл и литье Украины |
| work_keys_str_mv |
AT kosolapnv issledovaniegazodispersnogotečeniâvforsunkedlâpodačipyleugolʹnogotoplivavdomennuûpečʹ AT kuzemkord issledovaniegazodispersnogotečeniâvforsunkedlâpodačipyleugolʹnogotoplivavdomennuûpečʹ |
| first_indexed |
2025-07-09T14:50:58Z |
| last_indexed |
2025-07-09T14:50:58Z |
| _version_ |
1837181341802692608 |
| fulltext |
15МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 1 (236) ’2013
П
остановка задачи. Из общего баланса топливных
ресурсов ПАО ММК им. Ильича доменный цех по-
требляет ≈60 %. Пусковые испытания системы
подачи пылеугольного топлива (ПУТ) в горн до-
менных печей № 1, 3, 4 показали, что в короткое вре-
мя (сентябрь-октябрь 2012 г.) без преодоления боль-
ших технологических проблем расход угля можно
довести до 120 кг/т чугуна, а расход кокса – снизить
на 80-100 кг/т чугуна. В отдельные дни пусконаладоч-
ных работ в доменном цехе комбината расход ПУТ
достигал 180 кг/т чугуна.
Малое пространство окислительной зоны области
фурменного очага (ФО) имеет большое значение для
протекания процессов в доменной печи, особенно,
если вдувается пылеугольное топливо. Однако до
конца невыясненными остаются проблемные вопро-
сы полноты сгорания угля в пределах фурменной
зоны. Прежде всего, нужны научно обоснованные
рекомендации по конструктивному решению и ме-
сту установки пылеугольной форсунки. Эта задача
является весьма актуальной, так как после внедре-
ния ПУТ-технологии только на ММК им. Ильича через
≈90 форсунок в 5 доменных печей будут вдувать
≈1 млн т угля в год. Ускоренные темпы внедрения
ПУТ на 4 меткомбинатах Украины вызывают необхо-
димость в разработке современных методов расчета
форсунки для подачи угля в фурменную зону.
Методов расчета топливных форсунок, предна-
значенных для вдувания угольной пыли в доменные
печи, в металлургической литературе не найдено.
Следует также отметить, что по одному из ключевых
вопросов технологии ПУТ – полноте сгорания топли-
ва в фурменном очаге – также нет единой точки зре-
ния. В работе [1], где проведен физический экспери-
мент, сказано буквально следующее: «Общепринято,
что при высоких расходах ПУТ (150-200 кг/т) степень
его сгорания в фурменных зонах даже с учетом реак-
ции Будуара составляет порядка 70 %».
Имеются и другие мнения специалистов. Резуль-
таты исследований, проведенных с использова-
нием пылеугольного топлива фракционного состава
0,010-0,036 мм на печах № 1 и 2 ЗАО «ДМЗ» показали,
что при расходе угля 50-150 кг/т чугуна на расстоянии
0,6-0,8 м от среза воздушной фурмы обеспечивается
почти полное сгорание угля [2]. В этой работе показа-
но, что в зависимости от расхода кислорода общее
время горения угля составляет τ = 0,035-0,065 с.
Такие существенные расхождения по принципиально-
му вопросу вызывают необходимость провести при-
мерный расчет времени пребывания частицы угля
в фурменной зоне.
В условиях доменных печей № 1, 3, 4 ММК им. Иль-
ича, где абсолютное давление торможения перед
фурмами составляло p0 ≈ 0,37 МПа, в фурменном
очаге будет равно p1 = рф.о = 0,278 МПа. Принимая
коэффициент потери полного давления в дутьевой
фурме σ = 0,8 по газодинамической функции давле-
ния π(λ1) = p1/σp0 = 0,278/0,8 · 0,37 = 0,939 найдем ко-
эффициент скорости λ1 = w1/aкр = 0,325. Тогда при на-
греве дутьевого воздуха до t1 = t0 = 1050 °С получим,
что его скорость на выходе из сопла фурмы горя-
чего дутья составляет w1 = λ1aкр = λ1√2k/(k + 1)RT0 =
= 0,325√(2 · 1,4)/(1,4 + 1) · 287 · 1323. Если топливная
форсунка установлена в дутьевой фурме, то частицы
по скорости значительно отстают от несущего газа,
причем коэффициент динамического запаздывания
частиц ψ = w2/w1 будет существенно зависеть от дис-
персности порошка. Принимая ψ = 0,5, получим, что
скорость вылета частиц порошка угля из фурмы го-
рячего дутья составляет w2 ≈ 109 м/с. Тогда средняя
скорость частиц угля в фурменной зоне будет рав-
на w2ср = (109 + 40)0,5 = 75 м/с. При принятых выше
условиях время пребывания частицы в фурменном
очаге длиной l ~1,9 м составляет τ = 0,025 с.
Поэтому представляет особый практический и
теоретический интерес то, с какой скоростью части-
цы пылеугольного топлива влетают в фурменный
очаг, если форсунка размещена вне фурмы горячего
дутья.
Цель настоящей работы – исследование влия-
ния массовой концентрации порошка μ, диаметра
частиц δ на коэффициент аэродинамического сопро-
тивления CD, силу межфазного взаимодействия F12,
изменение давления р, скорости газа w1, частиц w2 и
местную объемную долю ε2 порошка по длине фор-
сунки l.
УДК 669.162.2
Н. В. Косолап, Р. Д. Куземко*
ПАО «Мариупольский металлургический комбинат им. Ильича», Мариуполь
*Приазовский государственный технический университет, Мариуполь
Исследование газодисперсного течения в форсунке
для подачи пылеугольного топлива в доменную печь
Представлены результаты численных расчетов двухскоростного течения в уже изготовленной форсунке для
подачи пылеугольного топлива в фурменную зону доменной печи. Показано, как изменение концентрации
порошка, диаметр частиц и их динамическое отставание влияет на распределение газодинамических пара-
метров вдоль топливной форсунки.
Ключевые слова: пылеугольное топливо, топливная форсунка, концентрация порошка, скорость частиц
16 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 1 (236) ’2013
Через топливную форсунку в фурменный очаг
доменной печи подают газовзвесь в широком диа-
пазоне изменения расхода порошка m2 и диаметра
частиц δ. Аналитические исследования проводили
применительно к установленной на ДП № 1, 3 и 4
ММК им. Ильича форсунке длиной l = 2,15 м внутрен-
ним диаметром D = 12 мм. Форсунка установлена
сбоку фурмы горячего дутья (рис. 1).
Часть трубки длиной ≈400 мм выступает в фур-
менной зоне – эта часть форсунки не футерована и
охлаждается только газовзвесью. Через гляделку в
воздушной фурме 1 можно наблюдать четко види-
мую темную расширяющуюся полосу истекающей из
форсунки пылеугольной струи длиной ≈200-250 мм.
Математическая модель. Система уравнений ква-
зиодномерного квазистационарного двухфазного те-
чения в двухскоростном приближении, идеи которых
представлены в работе [3], имеет следующий вид:
– уравнение совместного движения фаз
dp
dx = −ε1ρ1w1
dw1
dx − ε2ρ2w2
dw2
dx −
− F1w − F2w + g(ε1ρ1 + ε2ρ2);
(1)
– уравнение движения несущего газа
ε1
dp
dx = −ε1ρ1w1
dw1
dx + F12 − F1w + ε1ρ1g; (2)
– уравнение совместного движения фаз
ε1 + ε2 = 1. (3)
Угольный порошок считали монодисперсным. Ось х
направлена вдоль оси форсунки.
В уравнениях (1-3) приняты следующие обозначе-
ния: w1, w2 – скорости несущего газа и частиц порош-
ка, м/с; р – статическое давление в произвольном
сечении форсунки, Па; ρ1, ρ2 – плотности газоносите-
ля и порошка, кг/м3; ε1, ε2 – местные объемные доли
несущего газа и частиц порошка; F1w, F2w, F12 – при-
веденная сила трения газа и частиц о стенку трубки
форсунки и сила межфазного взаимодействия, Н/м3;
g – ускорение свободного падения, м/с2.
В уравнении (2) силу межфазного взаимодействия
рассчитывали [3]
F12 = 0,75CDρ1ε2|w1 − w2|(w1 − w2)/δ, (4)
где CD – коэффициент аэродинамического сопротив-
ления; δ – эквивалентный диаметр частицы, м; ρ1 –
плотность газоносителя, кг/м3.
Коэффициент CD в зависимости от числа Рей-
нольдса Re12 вычисляется по известному соотно-
шению
CD = 24
Re12
(1 + 0,179√Re12+ 0,013Re12)ε−2n
1 ; (5)
где число Рейнольдса Re12 = (w1 – w2)δ/v; v – коэффи-
циент кинематической вязкости, м2/с; n – коэффици-
ент структуры потока.
Силу трения каждой из фаз о стенку находили по
формуле
Fiw = ζiεiρiw2
i /(2D). (6)
Коэффициент трения ζ1 и ζ2 определяли, как в ра-
боте [4].
Граничные условия. На входе в фурму (х = 0) за-
давали температуру газа и дисперсной примеси
Т1 = Т0, Т2 = btТ0, где bt – коєффициент температурного
скольжения фаз. Так как заданы постоянные расходы
фаз G1, G2, то скорости газа w1 и частиц w2, а так-
же давление на входе не задавали, а рассчитывали.
Необходимо в сечении x = 0 лишь задать коэффици-
ент динамического скольжения фаз ψ = w2/w1x = 0 < 1,
который в дальнейшем рассчитывали. На выходе из
фурмы задавали только давление в фурменном оча-
ге рф.о – его в расчетах не изменяли.
Для совместного решения системы дифферен-
циальных и алгебраических уравнений (их около 30)
использовали метод стрельбы [5], который был реа-
лизован следующим способом. Задавали некоторое
произвольное значение давления на входе в фурму
р0 > рф.о. По разностным уравнениям четвертого по-
рядка апроксимации вычисляли значения сеточных
функций, по которым определяли w1, w2, ε1, ε2, ρ1, ρ2.
Значение давления, полученное в последней точ-
ке рN, сравнивали с рф.о. Если |Δp| = |рN − рф.о| = 0,005,
вычисления прекращали, иначе начальное давление
принимается равным p(к)
0 = p(к−1)
0 − Δp/2 и итерации
продолжали.
Исходные данные. В расчетах использовали
длину форсунки l = 2,15 м, внутренний диаметр
D = 12 мм. Расход несущего газа (азот N2) был равен
Vн = 18 м3/ч, расход порошка – m2 = 22,5 кг/мин (кроме
рис. 2 и 3), чему соответствовала концентрация по-
рошка μ = 60 кг/кг (кроме рис. 2 и 3). Диаметр частиц
был равен δ = 0,1 мм (кроме рис. 4 и 5). Принимали,
что коэффициент формы частиц равен f = 1,3, абсо-
лютное давление в фурменном очаге рф.о= 0,278 МПа,
а плотность угольного порошка ρ2 = 1700 кг/м3.
Результаты расчета и их анализ. В любой расчет-
ной модели двухскоростного течения газовзвеси важ-
нейшими параметрами, влияющими на конечный ре-
зультат, являются коэффициент аэродинамического
Установка форсунки для подачи пылеугольного топлива
в фурменный очаг: 1 – фурма горячего дутья; 2 – форсунка для
подачи пылеугольного топлива в фурменную зону; 3 – гибкий ре-
зинотканевый рукав
Рис. 1.
2
1
3
17МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 1 (236) ’2013
сопротивления частицы CD и сила межфазного вза-
имодействия F12. Напомним, что физический смысл
CD = F/(0,5ρw2) – это отношение силы сопротивления
при движении частиц в потоке к динамическому дав-
лению. Коэффициент CD, как и число Рейнольдса,
являются функцией многих переменных, но наиболь-
шее влияние на CD оказывают концентрация порошка
μ и разность скоростей фаз Δw. Из рис. 2 следует, что
чем больше Δw, тем меньше CD при любом значении
μ. Частица порошка не воспринимает разность дав-
лений по длине трубки – ее переносит вязкая газовая
фаза потока. Чем меньше Δw, тем больше необходи-
мо затратить энергии потока, тем больше диссипа-
ция этой энергии. Это также следует из формулы (5).
Но в уравнении (4) сила F12 зависит от разности Δw2.
Поэтому, при всех прочих равных условиях, с увели-
чением Δw сила F12 возрастает (чтобы уменьшить
отставание частиц от несущего газа, нужно прило-
жить большую силу). Концентрация μ пылеугольного
топлива в смеси существенно влияет на давление p
перед форсункой и его изменение по длине l (рис. 3).
При заданном диаметре D (и площади сечения s)
трубки форсунки изменение расхода m2 = ε2ρ2w2s до-
стигается как за счет скорости w2, так и объемной до-
ли ε2. Например, при Vн = 18 м3/ч = const увеличение
концентрации μ с 20 до 60 кг/кг, а расхода порошка m2
с 7,5 до 22,5 кг/мин приводит к увеличению объемной
доли ε2 с 0,032 до 0,094, а скорость w2 частиц воз-
растает незначительно. Характерно, что при любом
μ выполняются граничные условия решения диффе-
ренциальных уравнений (1) и (2) – при числе Маха в
выходном сечении M < 1 (в наших расчетах М ~ 0,1)
давление на срезе трубки фурмы p1 и в фурменном
очаге равны, то есть p1 = pф.о = 0,278 МПа (рис. 3).
На газодинамические параметры двухфазного по-
тока в доменной форсунке существенное влияние ока-
зывает диаметр δ частиц угольного порошка (рис. 4).
Сравнительные расчеты проводили при одинаковых
расходах m2 и Vн и при μ = 60 кг/кг. Видно, что чем
меньше δ, тем выше давление р в любом сечении
по длине l форсунки. Чем ближе к входному сече-
нию (l → 0), тем больше влияние размера порошка δ
на давление р. Например, при l = 0 уменьшение δ
с 0,3 до 0,01 мм (и m2 = const и Vн = const) требу-
ет повышения давления р перед форсункой с 0,35
до 0,45 МПа. Рост давления р объясняется тем,
что в рассмотренном примере число частиц увели-
чивается в δ3
0,3/δ
3
0,01 = 27 · 103, а поверхность трения –
в δ2
0,3/δ
2
0,01 = 900 раз. Характерно, что из-за роста дав-
ления р скорость газоносителя w1 возрастает при лю-
бом значении δ.
Как следует из уравнения неразрывности для
твердой фазы, записанной в форме w2 = m2/(ε2ρ2s),
скорость частиц w2 зависит только от местной объ-
емной доли порошка в газе, которая рассчитывается
как ε2 = (1 + ψρ2/(μρ1))−1. Таким образом, связь между
p, w1, ε2, ψ, μ, ρ1 и ρ2 довольно сложная, но при чис-
ленном решении задачи четко подтверждается физи-
чески неоспоримая закономерность – если течение в
трубе дозвуковое, то скорость газа, вне зависимости
от воздействия на поток различных факторов, только
увеличивается.
2
1,5
1
0,5
0
4 6 8 10
0,5
1,5
1
2
2,5
3
20
40
80
40
20
60
F12, MH/м3
Δw, м/с
μ = 80 кг/кг
CD
Влияние концентрации порошка μ и разности скоростей
фаз Δw на коэффициент аэродинамического сопротивления CD(—)
и силу межфазного взаимодействия F12(– –)
Рис. 2.
2,0
20
20
60
40
4080
3,0
µ = 80 кг/кг
1,5
2,5
1,0
2,0
0,5
1,5
0 0,5
1,0
4 6 8 10 Δw, м/с
CD F12, MН/м3
0,27
0,31
0,35
0 0,5 1 1,5 2
16
18
20
22
l, м
p, МПа w 2, м/с
µ = 80 кг/кг
60
40
20
20
40
60
80
Распределение давления p (—) и скорости частиц w2 (– –)
по длине l форсунки при различной концентрации порошка µ
Рис. 3.
0,35
20
20
60 60
40
40
80
µ = 80 кг/кг
0,31
0,27
0 0,5 1,0 1,5 l, м
p, MПа w2, м/с
22
20
18
16
0,25
0,3
0,35
0,4
0 0,5 1 1,5 2
35
45
55
p, МПа w 1 , м/с
l, м
δ = 0,01мм
0,1
0,2
0,3
0,01
0,1
0,2
0,3
Распределение давления p (—) перед фурмой и скорости
азота w1 (– –) на глубине h при различном диаметре частиц δ по
длине форсунки l
Рис. 4.
0,35
0,40
0,01
0,1
0,2
0,2
0,1
0,3
0,3
δ = 0,01 мм
0,30
0,25
0 0,5 1,0 1,5 l, м
w1, м/с
55
45
35
p, MПа
18 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 1 (236) ’2013
Как следует из уравнения неразрывности для
твердой фазы, записанной в форме ε2 = m2/(ρ2w2s),
если частицы по длине l ускоряются, то при m2 =
= const, ρ2 = const, F = const, объемная доля ε2 сни-
жается (рис. 5). Например, на срезе трубки форсунки
(l = 2,15 м) при понижении δ с 0,3 до 0,01 мм скорость
w2 возрастает от 21 до 42 м/с, а ε2 снижается с 0,088
до 0,044.
Адекватность модели. Для подтверждения пра-
вильности численных расчетов проводят, как прави-
ло, физический эксперимент, но в фурменном очаге
выполнить его затруднительно. Для проверки адек-
ватности модели применим метод тестирования. Так,
если:
– течение дозвуковое, то в выходном сечении
трубки форсунки давление р не зависит от многочис-
ленных физических воздействий, а равно только дав-
лению в фурменном очаге, р1 = рф.о (рис. 2 и 4);
– диаметр порошка δ увеличивается, то при по-
стоянном расходе количество частиц и поверхность
трения снижается, что, естественно, приводит к па-
дению давления p (рис. 4);
– течение дозвуковое (наш случай), то по закону
обращения воздействия любой поток в трубке уско-
ряется (рис. 4 и 5);
– чем тоньше помол угля (меньше δ), тем ниже
динамическое запаздывание ψ частицы, тем выше
ее скорость w2, что не вызывает сомнений (рис. 5).
Визуальные наблюдения четко видимой пыле-
угольной струи через гляделку фурменного прибора
доменных печей № 1, 3, 4 МК им. Ильича показыва-
ют, что действительная скорость истечения угольного
порошка из форсунки умеренная, что и было получе-
но расчетом с использованием численных методов.
В дальнейшем исследование течения пылеуголь-
ного топлива желательно проводить с учетом нагре-
ва газовзвеси в той части трубки форсунки, которая
выступает в фурменную зону.
Выводы
Разработана методика газодинамического расче-
та топливной форсунки доменных печей с учетом из-
менения в широком диапазоне главных параметров
газовзвеси – концентрации порошка μ и диаметра
частиц δ.
При газодинамических расчетах впервые парамет-
ры газопорошкового потока по длине форсунки для
вдувания пылеугольного топлива в доменную печь
были разделены пофазно.
Показано, что на пылеугольных форсунках домен-
ных печей № 1, 3, 4 МК им. Ильича в широком диапа-
зоне изменения расхода порошка (m2 = 7,5-30 кг/мин)
скорость истечения частиц угля остается умеренной
(w2 = 48-22 м/с).
Для обеспечения полноты сгорания угля топлив-
ную форсунку, расположенную вне дутьевой фурмы,
следует выполнять как коаксиальную топливно-кис-
лородную, чего специалисты не рекомендуют делать
при расположении форсунки в дутьевой фурме.
15
20
25
30
35
40
0 0,5 1 1,5 2
0,04
0,06
0,08
0,1
l, м
w 2 , м/с ε 2
δ =0,3 мм
0,2
0,1
0,01
0,01
0,1
0,2
0,3
Изменение скорости w2 частиц (—) и объемной доли уголь-
ного порошка ε2 (– –) по длине форсунки l при различном диаметре
частиц δ
Рис. 5.
0,08
0,10
0,01
0,01
0,2
0,2
0,1
0,1
0,3
δ = 0,3 мм
0,06
0,04
0 0,5 1,0 1,5 l, м
w2, м/с ε2
35
40
25
30
15
20
1. Исследование превращения вдуваемых углей и других порошков в шахтных печах / А. И. Бабич, Д. Г. Зенк, Г. В. Гуде-
нау и др. // Труды международной научно – технической конференции «Пылеугольное топливо – альтернатива при-
родному газу при выплавке чугуна» Донецк: УНИТЕХ. – 2006. – С. 181-192.
2. Кочура В. В. Исследования полноты сгорания пылеугольного топлива, вдуваемого в горн доменной печи № 2 ЗАО «До-
нецксталь» – металлургический завод» // Там же. – 2006. – С. 255-256.
3. Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред. – Ч. 1 – М: Наука. – 1987. – 464 с.
4. Косолап Н. В. Харлашин П. С., Куземко Р. Д. Моделирование подачи высокоплотного потока угольной пыли в домен-
ную печь // Сталь. – 2010. – № 1. – С. 13-17.
5. Пасконов В. М, Полежаев В. Н., Чудов Л. А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. – М.: На-
ука,1984. – 288 с.
ЛИТЕРАТУРА
Представлено результати чисельних розрахунків двохшвидкісної течії у виготовленій форсунці для подачі пило-
вугільного палива в фурмену зону доменної печі. Показано, як зміна концентрації порошку, діаметр частинок та їх
динамічне відставання впливає на розподіл газодинамічних параметрів вздовж паливної форсунки.
Косолап М. В., Куземко Р. Д.
Дослідження газодісперсної течії в форсунці для подачі пиловугільного
палива в доменну піч
Анотація
19МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 1 (236) ’2013
Ключові слова пиловугільне паливо, паливна форсунка, концентрація порошку, швидкість часток
Kosolap N. V., Kuzemko R. D.
The research of the gas-dispersed flow in a nozzle for the pulverized coal
injection into a blast furnace
Summary
The results of numerical calculations of the two-speed flow in the already made nozzle for the pulverized coal injection in
blast furnace tuyere zone are given. It is shown how the change of powder concentration, particle size and their dynamic lag
influences on the distribution of dynamic parameters along the fuel injector
pulverized coal, fuel nozzle, powder concentration, particle velocityKeywords
Поступила 12.12.12
С
пособ литья в замороженные формы известен
достаточно давно. Данный метод изготовления
форм улучшает структуру, повышает точность и
геометрию отливок, экономит формовочные ма-
териалы, и, что особенно важно в современном ли-
тейном производстве, улучшает экологию, устраняя
вредные выбросы в атмосферу литейных цехов [1].
Однако способ литья в замороженные формы
имеет ряд недостатков, связанных с образованием
на поверхности отливок раковин, пор, а также повы-
шенного пригара [2].
Для устранения данных недостатков предлагает-
ся нанесение противопригарных покрытий на поверх-
ность замороженных форм.
Используя высококачественные противопригар-
ные покрытия, можно существенно повысить чистоту
поверхности отливки, улучшить товарный вид литья,
улучшить условия работы при выполнении очистных
операций.
Выбор противопригарного покрытия заморожен-
ных форм, удовлетворяющего всем перечисленным
требованиям, является актуальной задачей.
Для исследований были выбраны четыре состава
противопригарных покрытий на водной основе. Со-
ставы покрытий приведены в табл. 1.
С использованием стандартных методик были
проведены исследования покрытий на газопрони-
цаемость, седиментационную стойкость, кроющую
способность и оптимальную плотность, определены
коэффициенты теплопроводности покрытий [3].
Сравнительные характеристики покрытий приве-
дены в табл. 2.
После проведения исследований возник вопрос об
оптимальном составе противопригарного покрытия,
УДК 666.76:621.74.041
Т. В. Лысенко, Н. П. Худенко*, Н. И. Замятин, Л. И. Солоненко
Одесский национальный политехнический университет, Одесса
*Одесская национальная академия пищевых технологий, Одесса
Использование метода анализа иерархий для выбора
оптимального состава противопригарных покрытий
замороженных форм
Исследованы четыре состава противопригарных покрытий на газопроницаемость, седиментационную
стойкость, кроющую способность и оптимальную плотность, определены коэффициенты теплопроводности
покрытий. Показано, как с помощью метода анализа иерархий можно выбрать оптимальный состав покрытия
для производства алюминиевых отливок в замороженных формах.
Ключевые слова: замороженные формы, противопригарные покрытия, газопроницаемость, седиментаци-
онная стойкость, кроющая способность, оптимальная плотность, коэффициент теплопроводности покрытия,
метод анализа иерархий
|