改进Intermig桨种分槽搅拌性能的数值模拟

利用商业CFD软件Fluent 12.0和并行计算系统图形工作站,对改进的Intermig桨种分槽内部流场进行了三维数值解析.采用Realizable κ-ω流模型和欧拉-欧拉多相流模型对槽内不同桨叶离底距离C、桨叶直径D下的氢氧化铝颗粒悬浮规律以及搅拌桨功率消耗进行了模拟.结果显示,搅拌转速一定的条件下,桨叶直径越大...     

CFD技术在铝电解中的应用

计算流体力学(CFD)是研究流动、传热及化学反应过程的常用方法,目前在轻金属冶金领域逐渐得到科研工作者的重视并显示出广阔的应用前景.本文由电解槽内熔体流场和温度场两个方面的数值模拟,阐述了其在电解铝行业的应用现状.     

转炉钒渣氧压酸浸过程V-Fe-H_2O系的电位—pH图

根据高温水溶液中计算各反应电位、pH及电解质活度因子的经验公式,通过热力学计算,得到氧分压为0.5 MPa、对应质量浓度为0.1mol/kg的离子活度以及温度分别为60、100、150和200℃条件下V-Fe-H2O系的电位—pH图。在pH<2的酸性条件下,V3+、VO2+和VO2+的稳定区一直位于Fe3+和Fe2+的稳定区范围内。随着温度由60℃提高到200℃,可溶性钒铁离子稳定共存区的pH值逐渐降低,氧化还原电位逐渐提高,钒铁尖晶石及氧化物的稳定区变化不大。热力学研究结果表明:采用氧压酸浸工艺能够将转炉渣中的钒充分浸出,但不能通过一步浸出在提钒的同时将钒、铁分离,浸出液还需要进一步净化来生产钒制品。转炉钒渣氧压酸浸的实验结果表明:在浸出温度140℃、氧分压0.5 MPa、粒度0.055～0.075 mm、液固比15-1(体积与质量比)、浸出时间120 min、搅拌速度500 r/min及初酸浓度200 g/L H2SO4的条件下,钒的浸出率为96.87%,铁的浸出率为89.25%,实验结果与热力学计算结果相符合。     

加剂方式对烧结钕铁硼磁体磁性能的影响

钕铁硼永磁材料在民用、航空航天等众多领域得到广泛的应用。高档次烧结钕铁硼磁体具有良好的市场前景。商业磁体多是由大块烧结毛坯切割而成,磁性能一致性是市场的基本要求之一,润滑剂等化学试剂和磁粉混合不均匀是影响一致性的一个重要因素。钕铁硼磁粉化学性质活泼、容易氧化,制粉的全过程都在氮气气氛下进行,没有合适的设备,想均匀加入化学试剂困难很大。研究人员因设备条件不足无法开展进一步探索。针对这个问题,项目组自行开发了专利产品"自动雾化加剂设备"。通过改变化学试剂加入方式,改善了磁粉和化学试剂混合均匀性,提高了磁体取向度,生产过程中也更好地保护了磁粉,得到内部一致性更好、磁性能更高的烧结钕铁硼磁体:剩磁(Br)=1.426 T,内禀矫顽力(Hcj)=1373.1 kA·m^-1,最大磁能积((BH)max)=406.99 kJ·m^-3。毛坯内部磁性能一致性的提高对后期加工成小片的商业磁体很有意义。开发的"自动雾化加剂设备"已经在烧结钕铁硼行业中得到广泛应用。     

海绵钛副产品氯化镁高温气相氧化反应器内流场的模拟研究

针对"原位热解-热法还原炼镁"海绵钛清洁生产新工艺中镁、氯循环的关键步骤——气态MgCl_2与O_2的气相热解反应的反应器进行研究。设计了2种反应器模型,并采用物理模拟和数值模拟的方法研究反应器模型内的浓度场和速度场。物理模拟中,在N_2与CO_2流量比为6∶1时,CO_2采用环向四口进气方式,此时气体混合不均匀度为0. 02,混合程度最佳;数值模拟结果和物理模拟结果相吻合。     

电转化和氢氧化钠滴定法从氯化铝溶液 中制备氧化铝及其性能对比研究

目前，我国存在许多以氯化铝溶液为原料制备氧化铝的方法.然而，这些方法均存在着许多不足之处，如产生废酸和废盐、制备条件要求较高、反应中涉及有毒有害物质等.基于这种情况，在氯碱工业的启发下，东北大学已经提出了一种电转化AlCl₃水溶液制备氧化铝的新方法.并且该方法已经得到了试验性验证.文中主要研究了电转化新方法和氢氧化钠滴定法制备的氧化铝前驱体在红外光谱及粒度分布方面的不同；同时研究了这2种方法制备的氧化铝在物相、形貌及粒度等方面的差异.结果表明，这2种方法制备的氧化铝前躯体均含有铝元素及Al-OH键，且其焙烧产物也均为氧化铝.与氢氧化钠滴定法制备的氧化铝相比，电转化法制备的氧化铝形貌较规整且为片状结构，而氢氧化钠滴定法制备的氧化铝形状不规则.同时，电转化法制备的氧化铝及其前驱体的粒径小于氢氧化钠滴定法制备的氧化铝及其前躯体的粒径，但前者的粒径分布比后者的粒径分布更为均匀.      

镁热还原自蔓延高温合成硼化钛微粉的动力学

应用DTA技术分别测定了Mg与TiO2,Mg与B2O3及Mg与TiO2和B2O3之间的多相反应,分析了Mg,TiO2和B2O3三相可能存在的反应机制,应用Freeman-Carroll法和Kissinger法计算了反应的活化能和反应级数。结果表明Mg-B2O3-TiO2之间的反应为复杂的固-液-液反应,TiO2与Mg之间的固-液反应放出的强大热量诱发了B2O3和Mg之间的液-液反应,而Ti与B间的反应放出的热量反过来又促进前两者的反应。表观活化能在温度段760～858℃为E1=297kJ·mol-1,相应的反应级数分别为n1=0.8。采用Kissinger法计算的反应级数为0.9,与Freeman-Carroll法所得的n1=0.8基本一致。     

果汁生产的脱气均质问题

均质是混浊果汁生产中的特殊操作,其目的是细小的果肉颗粒进一步破碎使其微细化,并促进果胶渗出,使果胶和果汁亲和,保持果汁均匀的混浊度,获得不易分离和沉淀的果汁。均质设备有高压均质机、胶体磨。均质机的均质原理是果肉粒在9.8～18.62MPa的     

铝热还原制备高钛铁的热力学和动力学

对金红石、钛铁矿、铝粉体系热力学进行了计算.结果表明:以Al、Ca、Mg、Ba、Li、Na等金属做还原剂是可行的,标态下反应的吉布斯自由能变化都很负,可以选用这些金属的合金作为复合还原剂.DSC动力学分析结果表明:Al还原TiO2、Fe2O3在1 000 ℃左右开始进行,而Al还原TiO2、Fe2O体系中添加CaO,反应滞后,在1 236 ℃左右发生反应.     

CFD技术在冶金搅拌反应器中的应用进展

搅拌反应器在冶金工业的搅拌和混合中得到广泛的应用，其中有管式搅拌反应器、电磁搅拌设备、搅拌槽等形式，但由于搅拌设备的复杂性和多样性，对于它的设计和放大主要依靠经验解决，而这些方法往往具有设计周期长、耗费大等缺点。