流體離心粒化特性研究.pdf

1、高爐熔渣是高爐煉鐵中最主要的固態(tài)副產(chǎn)品,其溫度高(1450℃),排量大。當(dāng)前國內(nèi)外普遍采用的水沖渣工藝,耗水大、污染嚴(yán)重,同時(shí)豐富的熔渣余熱無法回收,因此亟待開發(fā)干式熔渣處理及余熱回收工藝。離心粒化—空氣余熱回收工藝由于其裝置緊湊、耗能小、產(chǎn)生渣粒粒徑小且均勻、熱回收率較高的特點(diǎn)成為當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。在該工藝中,如何利用?；骺焖倭呀馊廴跔t渣使之成為細(xì)小均勻渣粒成為影響爐渣余熱回收效率的一個(gè)重要因素。
　　對高溫熔渣粒化機(jī)理的研

2、究和認(rèn)識是離心粒化余熱高效回收系統(tǒng)中重要的理論基礎(chǔ),對系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化有重要的理論指導(dǎo)意義?；诖?本文通過理論分析和?；瘜?shí)驗(yàn),分析了流體在?；鞅砻驿佌钩赡ぁ⒁耗嗔研纬梢旱蔚臋C(jī)理。研究了流體在?；鞅诿嫠纬梢耗さ暮穸群退俣?液膜在粒化器邊緣匯聚所形成液絲的數(shù)目、長度和直徑,液絲斷裂形成液滴的粒徑分布、平均粒徑等。同時(shí)通過改變實(shí)驗(yàn)工質(zhì),研究表面張力、粘性力對液膜鋪展性能及顆粒粒徑的影響。并且對不同離心?；鹘Y(jié)構(gòu)對?；阅艿挠绊戇M(jìn)行了實(shí)

3、驗(yàn)研究,提出優(yōu)化?；髂Ｐ偷姆椒?。最后通過對冷態(tài)實(shí)驗(yàn)中?；瘷C(jī)理的分析,提出流體離心粒化過程的相關(guān)實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。主要研究成果如下:
　?、俟べ|(zhì)由于離心力作用會迅速在壁面鋪展形成薄液膜,根據(jù)邊界層理論,建立了簡化的轉(zhuǎn)盤壁面液膜流動N-S方程,并求出液膜厚度和徑向速度。結(jié)果表明壁面液膜厚度隨著轉(zhuǎn)速升高或徑向距離增大而減小、隨流體流量增大而增大。同時(shí),液膜徑向速度隨轉(zhuǎn)速升高或流量增大而增大、隨徑向距離增大而減小。
　?、谠诒砻鎻埩ψ饔?/p>

4、下,液膜在轉(zhuǎn)盤邊緣融合形成若干凸起、凸起拉長形成液絲、液絲斷裂時(shí)形成細(xì)小液滴。當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí),液膜變薄,液絲的數(shù)目增多,液絲的直徑及長度變小,液絲斷裂時(shí)間變短,液滴粒徑減小。當(dāng)流量增大時(shí),液膜變厚,液絲的數(shù)目增多。液滴粒徑大小主要受液膜厚度和韋伯?dāng)?shù)的共同影響。
　　③通過改變轉(zhuǎn)杯的結(jié)構(gòu)可以改變液膜的受力,使液膜變薄,轉(zhuǎn)杯最佳的內(nèi)壁面角度和深度與具體工況有關(guān)。實(shí)驗(yàn)過程中,30°內(nèi)壁面角度、15mm杯深的?；髁；Ч詈?。增大轉(zhuǎn)杯外邊

5、緣角度,可以減緩膜狀分離的形成,轉(zhuǎn)杯邊緣液滴形成的位置也相應(yīng)會發(fā)生改變,產(chǎn)生的液滴粒徑減小。
　?、芡ㄟ^改變實(shí)驗(yàn)工質(zhì),觀察到了不同的流體分離現(xiàn)象。當(dāng)粒化器表面的液膜變厚、韋伯?dāng)?shù)變大時(shí),粒化器壁面的液膜會突破表面張力束縛,繼續(xù)向?；魍怃佌?形成膜狀分離,膜狀分離形成的液滴粒徑較大。液膜速度越大或液膜越厚時(shí),液膜的運(yùn)動慣量越大。當(dāng)液膜運(yùn)動慣量越大或表面張力系數(shù)越小時(shí),液膜越容易向?；魍怃佌?形成膜狀分離,膜狀分離時(shí)形成的顆粒粒徑較