缺氧空调房间富氧特性及富氧效果的模拟研究

利用实验及CFD模拟软件分别研究非空调工况下以及空调工况的送氧口个数、送氧口管径、送氧流量及送氧方式、不同的气流组织形式(同侧上送下回、异侧上送下回)等发生变化对密闭建筑缺氧房间的富氧特性及富氧效果的影响. 结果表明: 非空调工况下, 送氧口个数、送氧口管径、送氧流量及送氧方式不同, 所形成的富氧区域差别较大, 宜采用管径为6 mm的相背45°的双送氧口进行送氧, 所形成的富氧面积为最大; 空调工况下, 送氧口个数、送氧口管径、送氧流量及气流组织形式不同, 所形成的富氧区域形状大体相似, 均为"椭圆"形状, 宜采用送氧口管径为6 mm的单送氧口且异侧上送下回的气流组织形式; 空调工况下, 送氧流量相同时, 送风风速为0.85 m·s-1所形成的富氧面积比送风风速为1 m·s-1所形成的富氧面积大约20%;当送风风速均为0.85 m·s-1, 送氧流量为1.5 m3·h-1所形成的富氧面积约为0.96 m2, 该富氧面积与单人次活动范围面积相当, 适宜作为空调工况下缺氧房间单人次的富氧基础供氧量. 模拟结果可为缺氧空调房间供氧装置的选择、布置、降低新风量、降低空调能耗等方面提供参考.      

弥散供氧流动特性及其富氧效果

研究了大空间局部圆形出氧口弥散供氧流动特性及其富氧效果.弥散供氧轴向最大速度和氧气轴向最大浓度均随轴向距离增加而衰减,且在轴向x=0-0.6m范围内具有很大速度梯度和浓度梯度.不同出流速度下弥散形成的富氧区域形状是相似的,较小管径下富氧区域下游的浓度轮廓更接近＂半椭圆＂形,弥散范围更大;拟合得到富氧区域外边界扩展半宽度随轴向距离变化的关系式及富氧面积随出流流量变化的关系式.相同流量的富氧采用双出氧口弥散形成的富氧面积比单出氧口弥散形成的富氧面积减少约10%;相同流量的富氧以6mm管径弥散形成的富氧面积比8mm管径的富氧面积增加约10%.      

富氧燃烧在太钢加热炉的节能应用

 随着能源价格逐步上涨与环保压力日益加重,钢铁企业亟待采取一种高效的能源使用方式来缓解当前面临的不利局面。富氧燃烧作为一种先进的燃烧方式,其应用的规模和范围正在不断扩大。讨论了富氧燃烧技术在节能及环保方面的技术优势,针对太钢某轧钢厂加热炉的现状,分析了富氧燃烧应用的可行性与节能效果,并进行了应用实证分析。     

150t转炉五孔氧枪射流特性数值模拟研究

以某钢厂150 t转炉为研究对象,建立了三维数学模型,利用数值模拟方法研究了不同喷孔倾角、喉口直径以及马赫数对五孔氧枪射流特性的影响规律。结果表明：随五孔氧枪喷孔倾角的增加,射流核心段轴向长度减小,氧枪头下方负压区增大,射流向下偏移量减小,到达冶炼枪位时射流速度减小且射流面积增大;随五孔氧枪喉口直径的增大,射流核心段轴向长度增大,到达冶炼枪位时射流速度、射流面积均增大,冶炼枪位时喉口直径41.1 mm的射流速度分别是喉口直径39.9、38.7、37.5 mm的1.01、1.05、1.07倍;随五孔氧枪马赫数的增加,射流核心段轴向长度略微增加,到达冶炼枪位时射流面积稍有减小,但均变化不大。     

富氧燃烧对烟气酸露点的影响

富氧燃烧技术是工厂大规模碳减排技术之一,作为一种先进的燃烧方式,其应用的规模和范围正在不断扩大。富氧燃烧方式下的烟气组分与空气燃烧方式下相比有显著变化,确定烟气露点温度,是避免低温受热面造成腐蚀、增加锅炉运行安全性和提高锅炉效率的关键所在。文章通过对空气燃烧和富氧燃烧的烟气酸露点进行计算对比,对于合理选取排烟温度、优化烟气余热回收装置(低温省煤器)设计具有参考作用。     

高原矿井分段式增氧通风数值模拟研究

针对高原矿井机械化掘进巷道传统扩散式增氧通风方案富氧效率较低及氧气资源浪费严重等问题,提出了一种新型分段式增氧通风方案。基于ANSYS-Fluent数值模拟软件,针对某海拔4 000 m的金属矿山掘进巷道,以掘进巷道需氧区域氧浓度提升至26%为目标,设计对比试验,分析传统扩散式增氧通风方案与分段式增氧通风方案掘进巷道的富氧扩散、氧气空间分布差异,并引入目标富氧偏离量和富氧输运效率2项指标,评估分段式增氧通风与传统扩散式增氧通风的富氧能力。结果表明：与传统扩散式增氧通风相比,分段式增氧通风的富氧扩散速率得到明显提升,增氧范围扩大,富氧耗时显著降低,巷道中段、末段需氧区域氧浓度分别上升至24.6%和25.5%,目标富氧偏移量降低至1.372,氧气利用率上升至50%,充分验证了分段式增氧通风方案富氧的有效性和优越性。该研究成果对于高原矿井制定机械化掘进巷道通风方式具有一定的指导意义。     

半钢炼钢转炉增大供氧强度的氧枪设计与使用

针对攀钢半钢炼钢的特点,设计了高供氧强度的新型氧枪。新设计的氧枪喷孔数为5孔,喷孔孔型为近似Laval型,且布置在喷头端面的同一圆周上,喷孔倾角分别选取13°和15°。氧枪喷头喉口直径(d喉)选取35 mm。新设计的氧枪冶金效果明显,缩短纯吹氧时间2.6 min/炉,冶炼过程顺行,可满足溅渣护炉的需要,各项技术经济指标改善。     

鼓风与氧煤枪中氧含量变化对煤粉燃尽率的影响

为进一步提高喷煤量、降低焦比,实现企业降本增效,首钢京唐结合自身生产情况,开展高炉高富氧鼓风冶炼技术研究。采用实验测试、数值模拟等方法开展了鼓风与氧煤枪中氧含量的变化对回旋区状态及煤粉燃尽率的影响的研究。结果表明,鼓风富氧率从7%提高到11%后,相同煤比情况下2种喷吹煤煤粉燃尽率分别从77.10%提高到82.71%、78.43%提高到82.62%,但是煤粉燃尽率随着煤比的提高而降低;氧煤枪内氧气流量从3 000 m³/h增加至6 000 m³/h后,沿煤粉流股方向上的最高温度从2 762 K增加至2 802 K,煤粉的燃尽率从72.31%增加至75.12%。同时,采用上述2种富氧手段,能够实现大喷煤高富氧喷吹,达到预期降焦目的,获得良好的经济效益。     

富氧条件下高炉炉身还原模拟试验

在实验室条件下模拟了矿石间接还原度随鼓风富氧率的变化情况.试验结果表明,随着鼓风含氧量的增加,铁矿石在炉身部位的还原度也随之增加;富氧鼓风对炉身还原的改善主要发生在700℃以后,900℃时富氧量45%和100%的还原度分别达到了89.92%和98.49%,已经超过了不富氧高炉在1 000℃时的还原度.     

高炉氧煤枪的布氧特性

对高炉煤枪在直吹管内布氧特性进行了实验研究。结果表明：⑴直吹管内各截面上的氧浓度呈现类似高斯分布的规律；⑵轴线方向上氧浓度最大值衰减规律为Ｙｍ＝ａｘ＾－６；⑶ＧＹ－Ａ型氧煤枪形成面积为０．８Ｄ×７Ｄ的局部富氧区域，可以改善燃烧效果。     

异型坯连铸双浸入式水口浇铸技术模拟研究及工业实践

通过数学物理模拟以及工业应用实践,研究了异型坯结晶器内单、双浸入式水口浇铸时流场特征及实际冶金效果,优化了双浸入式水口的设计参数。模拟研究结果表明,双浸入式水口浇铸有利于异型坯结晶器内流场的均匀性和对称性,避免了单水口浇铸时局部区域流体流动强烈现象,改善结晶器液面的稳定性和波动均匀性;双浸入式水口最优设计参数为底孔直径23 mm、腹向侧孔直径14 mm、翼向侧孔直径10 mm、侧孔倾角6°。工业实践表明,异型坯连铸双浸入式水口浇铸技术使结晶器内流场分布更合理,液渣层分布更均匀,结晶器粘结漏钢发生率下降32.8%,废品率降低20%,平均连浇炉数增加近3倍,提高了连铸生产效率。     

直接火焰冲击加热技术的研究与开发

为研发直接火焰冲击加热技术，设计了一种三重同心管逆扩散燃烧直接火焰冲击加热烧嘴，燃气采用丙烷，氧化剂中氧的体积分数为40%～70%，实现富氧燃烧。系统研究了燃气流量、氧化剂氧含量、空气过剩系数、烧嘴内外层通道氧化剂分配比例等燃烧工艺参数对烧嘴火焰形态和燃烧特性的影响，并在此基础上设计出窄间距多火焰烧嘴，提出了高温火焰温度间接测量方法。研究结果表明，三重同心管烧嘴外层通道微小氧化剂流量起到稳定高速火焰的作用。内外层氧化剂流量分配比例为20∶1时，火焰温度最高。各种燃烧工艺条件下，火焰温度都随着氧化剂中氧含量的增加而增加，火焰温度最高点距烧嘴出口的距离在70～120mm范围内。     

模拟转炉底吹氧气和石灰粉的冷态及热态试验

为了研究转炉底吹氧气和石灰粉的冶炼工艺,进行了冷态和热态模拟试验.冷态模拟试验通过改变气源压力的方法,基本实现了对石灰粉流量的控制.喷粉罐的中路气流和下路气流发挥了主要作用.在内径6mm的输粉管和喷粉枪内径5mm的条件下实现了5min之内喷吹石灰粉6～9kg的目标.平均粉气比为11.2～23.3 kg/m3,输粉气平均...     

烧结烟气循环风氧平衡模型

 在全面掌握烧结烟气特性的基础上,建立烟气循环系统风氧平衡模型,分析烧结废气中O2体积分数、富氧气体中O2体积分数及漏风率等因素对烧结废气循环率的影响规律,提出了适宜的内外循环方案。研究结果表明：烧结机前段风箱废气中O2体积分数较低,为10%～13%,在18号风箱之后O2体积分数逐步上升。烧结废气温度升高,气体密度变小,流速增大,但各风箱支管内废气标况流量波动幅度不大。烧结循环废气和富氧气体中O2体积分数越高、烧结机漏风率越低,则烟气循环率越高。以环冷机热风为富氧气体,烟气内外循环率可达30%;以工业纯氧为富氧气体,烟气内循环率达40.70%;烟气外循环率达59.93%。内循环工艺在风箱支管取风,操作灵活,需外配大功率变频抽风机,工程改动量多,固定投资高,更适于新建项目;外循环工艺在主抽风机后烟道取风,无法避免烟气一次循环后的再生效应对烧结生产的影响,只需外配小功率引风机即可,更适用于改造项目。     

可调角度夹送辊在精密管材矫直机中的应用

当前市场需求量较大的精密管材口径大都集中在18mm～76mm之间,具有口径偏小、质量较轻,表面质量要求严格等特点,因此这类管材在尾部出矫直机主机后采用夹送辊将被矫管材送入走钢线以内,由于当前的夹送辊角度不可调且和矫直中心线垂直,常常会将旋转前进的管材划伤,且在夹送之前上辊和管材脱开,达不到抑制管材甩动的目的,严重影响了管材矫直质量的提高。可调角度夹送辊由于具备夹送辊角度可调,下辊快速避让的功能,很好地解决了划伤管材表面、抑制管材甩动的问题,在某厂Ф80机组上发挥了效用,可以作为新上精密管材矫直机的参考。     

Effect of a vancomycin restriction policy on ordering practices during an outbreak of vancomycin-resistant Enterococcus faecium

A miniaturized pivot bearing-supported centrifugal blood pump (Gyro PI) has been developed as a long-term biventricular assist system (BiVAS). In this study we determined the anatomical configuration of this system using a bovine model. Under general anesthesia, a left lateral thoracotomy was performed to open the chest. Two Gyro PI-601 pumps for left and right assists were placed in the preperitoneal pocket by a subcostal abdominal incision. The left pump could be placed along the dome of the diaphragm just beneath the apex of the left ventricle. The right pump could be placed next to the left pump. The inlet and outlet ports of both pumps penetrated the diaphragm. The inlet port of the left pump, with a length of 55 mm, was inserted directly into the apex of the left ventricle. A woven Dacron graft (150 mm long, 11 mm inner diameter) was placed between the outlet port of the left pump and the descending aorta. As for the right pump, a 100 mm long and 120 degree angled inflow conduit was placed between the inlet port and the right ventricular infundibulum. The outlet port of the right pump was connected to the main trunk of the pulmonary artery using a 90 mm long, 11 mm inner diameter Dacron graft. We could perform biventricular assistance to confirm the anatomical feasibility of the Gyro implantable centrifugal BiVAS.     

高炉富氧喷煤经济评价模型

 在高炉多区域热质平衡数学模型基础之上建立了高炉富氧喷吹煤粉经济评价模型,并利用模型计算了高炉富氧喷煤之后高炉相关操作参数和吨铁冶炼成本的变化。结果表明,增加富氧率提高喷煤比可以有效降低吨铁冶炼成本,降低成本的幅度主要取决于煤粉和焦炭之间价格差别（煤焦差价）和氧气单价,煤焦差价越高、氧气单价越低,吨铁成本降低幅度越大,对应的最佳富氧率水平越高,在目前的原燃料成本条件下,降低成本的最佳富氧率可以达到15%~18%。此外,该模型还可够应用于不同高炉流程冶炼生铁的经济效益评价,为探索低成本炼铁方法提供支持。     

Vortex characteristics due to nozzle clogging in water caster mould: modelling and validation

In continuous slab casting, clogging in the submerged entry nozzle (SEN) ports leads to flow asymmetry and vortex formation in the mould. Knowledge of vortexing and its influence on product quality is fundamental for defect-free production. In this study, the interconnected effects of nozzle clogging and SEN submergence depth, variation on flow asymmetry and vortex characteristics in a 0.4 scale water caster have been characterised by CFD investigation and validated with experimental results from the authors’ previous work. Mean flow velocities at the sub-meniscus and near the port exit predicted by the computational model are compared with the time-averaged values of the impeller probe velocity measurements and found to be in reasonable agreement. Three different clogging conditions (0, 33 and 66% in the left port of the SEN) for SEN submergence depth of 60?mm are studied and the 66% clogging produced vortices having largest diameter, which is consistent with the experimental observations. The effects of SEN submergence depth on flow asymmetry and vortexing are investigated with three different conditions – 40, 60 and 80?mm. It is found that the shallow SEN submergence depth (40?mm) produces vortices of largest diameter and the flow is most stable for a SEN submergence depth of 60?mm among the three cases. Vortex bending towards the SEN as noticed in the experimental observations is also observed in the computational study. This work illustrates the possibility of capturing features of vortexing using validated CFD model.