316不锈钢连铸工艺参数对结晶器内坯壳厚度影响模拟

为研究连铸过程中拉速及过热度对凝固传热的影响,采用商业有限元软件ANSYS,对316不锈钢板坯厚度生长情况进行了模拟. 采用2-D模型,分别计算了拉速为0.4, 0.5, 0.6 m/min及过热度为30, 40, 50℃时坯壳出口温度、坯壳厚度及表面温度的变化,探讨了坯壳生长及厚度变化规律. 结果表明,拉速从0.4~0.6 m/min变化,坯壳出口温度升高83℃、坯壳的出口厚度平均减薄3.2 mm、表面温度随拉速提高而升高;过热度从30~50℃变化,坯壳出口温度升高20℃、表面温度平均升高20℃、坯壳的出口厚度平均减薄1.35 mm.     

吹氩板坯连铸结晶器内夹杂物去除的数值模拟

针对吹氩板坯连铸结晶器内非金属夹杂物去除问题,采用准单相模型和离散相模型描述了水-空气-夹杂模拟物体系和钢液-氩气-夹杂物体系的粒子行为和去除效率.结果表明,吹氩有利于夹杂物上浮去除,同一气量(6.0L/min)下夹杂物在拉速1.3m/min时去除率最低.同一拉速(1.2m/min)下存在临界气量9.0L/min,小于临界气量,吹氩可增加夹杂物上浮率,减小进入铸坯率;大于临界气量,夹杂物上浮率减少,进入铸坯率增大.准单相模型和离散相模型能较好地模拟夹杂物在气液两相中的运动和去除.     

流化床-提升管耦合反应器内固含率的轴向分布及流动发展

在耦合流化床反应器大型冷模实验装置上,考察了不同表观气速下FCC颗粒在耦合流化床内截面平均密度的轴向分布. 结果表明,反应器轴向固含率可分为底部流化床区域和上部提升管区域. 前者的密相区平均固含率随表观气速增大而减小;后者的平均固含率随表观气速Ug增大而增大,Ug<0.58 m/s时固含率分布均匀,Ug=0.70~1.04 m/s时提升管出口出现约束返混区(>8.62 m),Ug>1.16 m/s时提升管底部出现密度重整区(3.82~4.57 m)、加速平稳区(4.57~8.62 m)和出口返混区(>8.62 m). 确定了耦合反应器内提升管区域截面平均固含率的影响参数,并利用实验数据回归了平均固含率的轴向分布经验模型,计算值与实验值吻合较好.     

气固流化床固体浓度分布的冷模研究

在内径0.284 m、高6.0 m的气固流化床冷模装置中进行了气固流化实验,采用PC6 D型颗粒浓度测试仪检测固体浓度. 分别采用枝条型(开孔率a=5‰和2.5‰)和环形(a=5‰)气体分布器,以直径154~180 mm、密度2550 kg/m3的砂子为颗粒,在静床高H0=0.6~1.5 m、表观气速u=0.3~0.6 m/s的情况下,考察了时均固体浓度1-e在空间的分布. 结果表明,增加u使密相区的1-e减小,分布器形状对1-e影响不大. 采用较低a的分布器时1-e的变化较大,且其值均较低. H0=0.6 m, 轴向位置H=0.4 m, u=0.3 m/s, 径向位置r=0~0.142 m时,1-e由0.410上升到0.494;H0=0.6 m, H=0.4~0.95 m, u=0.3 m/s, r=0时,1-e从0.410减小到0;H0=1.5 m, H=0.4~1.3 m, u=0.3 m/s, r=0时,1-e从0.397先下降到0.372,再上升到0.424,最后下降到0.328.     

板坯连铸中电磁制动方式对结晶器中钢液流场的影响

以水银模拟钢水,研究了板坯连铸电磁制动过程中不同拉速下,不同电磁制动方式[单条型电磁制动(EMBr-Ruler)和流动控制结晶器(FC Mold)]对结晶器内钢水流动的影响规律. 实验表明,(1) FC Mold可有效抑制结晶器内液面流及其波动行为(拉速0.52 m/min时最大液面流速和湍流度分别为无电磁制动时的1/5和1/6); (2)两种电磁制动方式均会压缩水口出流的扩张空间,结晶器窄壁附近向下液流的竖直流速剧增[拉速0.41 m/min时最大竖直流速由0.030 m/s(无电磁制动)增至0.066 (EMBr-Ruler)和0.057 m/s (FC Mold)],不利于快速形成活塞流;(3)高拉速(如2.0 m/min)时FC Mold电磁制动可获得较好的流场形态(液面最大流速为0.028 m/s),中拉速(如1.3 m/min)时EMBr-Ruler电磁制动所得流态较好,而低拉速(如1.0 m/min)时2种电磁制动方式均未获得预想的效果,甚至会恶化结晶器内原有的流态.     

高长径比气液固三相内环流反应器的流体动力学

在高径比为22的三相内环流反应器中,常温常压下,根据动量平衡原理建立了空气-水-石英砂三相物系的循环液速模型,并建立了上升区气含率、上升区固含率和底部换向区阻力系数模型;考察了在不同颗粒粒径下,表观气速对上升区固含率和液体循环速度的影响。结果表明:当粒径(ds)≤0.3mm时,上升区固含率随表观气速的增加变化呈平缓趋势,当0.3mmds≤1.2mm时,上升区固含率随表观气速的增加而呈先下降后增加的趋势;不同粒径下上升区循环液速均随表观气速的增加而增加;气含率、固含率和循环液速的计算值和实验值吻合较好,其平均相对误差分别为6.32%、4.56%和11.97%。     

爆破振动影响下露天边坡临界振速及安全距离计算

为确定地下爆破振动下露天边坡的临界振速与安全距离,将实测爆破振动数据拟合并通过数值模拟分析,得到了某铁矿边坡的临界振速为10.34cm/s。以临界振速为已知条件,计算出单段最大起爆药量为440kg时的爆破振动临界安全距离为16.76m。     

冷连轧机极薄规格高速生产工艺

针对某冷连轧机在生产极薄规格板材过程中出现的轧机振动问题,对比分析了不同轧制规格和轧制工艺下轧机振动的临界速度,明确了提高失稳临界速度的途径,提出了一种新的轧制压下负荷分配原则——轧制稳定性原则,为了保证轧机第4~#、5~# 机架稳定轧制而不发生振动,第4~#、5~# 机架的压下负荷分配必须保持在一定范围,这个范围可以通过系统失稳临界速度的计算得到。针对极薄规格板材高速振动问题,通过将第4# 机架压下率降至32 %,第5~# 机架压下率增至25 %,并降低第4~# 机架轧制速度后,冷连轧轧机镀锡板轧制速度从1 225 m/min时轧机发生振动提高到1 799 m/min时轧机无振动。     

基于枝条形分布器的气固流化床固体浓度分布的冷模研究

实验在内径0.284 m、高度6.000 mm的气固流化床冷模装置中进行,采用PC6D型光纤粉体浓度测试仪来检测固体浓度.实验系统由有机玻璃简体、气体分布器、气体缓冲罐、冷冻干燥机、流量计、光纤测试仪和旋风分离器组成.使用开孔率均为0.5%的枝条形气体分布器,以直径为154x10-6～180x10-6m、密度为2550 kg·m-3的砂子为固体颗粒,压缩空气为流化气体,在静床高为0.6～1.5 m,表观气速为0.3～0.6 m·s-1的情况下,考察了时均固体浓度在空间的分布.实验结果表明,表观气速的增加会使密相区的固体浓度减小.静床高较小(0.6 m和0.9 m)时,床层密相区的固体浓度的分布比较简单,随着径向位置的增加而增加,随着轴向位置的增加而减少.静床高较大(1.2 m和1.5 m)时,床层密相区的固体浓度的分布比较复杂:径向仍然呈现中心稀边壁浓的规律;从轴向来看,整体上满足下浓上稀的分布,但是中问存在波动,床层高度H=0.4～0.8 m区域固含率的等值线近似为椭圆.实验结果能够为工业流化床反应器优化设计提供基础数据.     

气固流化床中声发射和流动模式关系

颗粒在气固流化床壁面区域（或局部空间区域）碰撞产生的声波能量反映了颗粒的碰撞速度和频率（活跃程度）,从中可以揭示流化床内颗粒的流动混合模式。通过在φ150mm流化床冷模装置中,对聚乙烯颗粒－空气体系进行流态化实验,运用声发射技术测得声能量沿气固流化床的轴向分布,继而获得了颗粒的流动模式,并发现其与颗粒粒径、表观气速和分布板形式密切相关。对于颗粒粒径为460 μm的聚乙烯颗粒,当表观气速在0.3～0.7 m·s^-1内,其对应的流动模式为带有滞留区的双循环流动模式。如果气速增大到0.8 m·s^-1以上时,流动模式将转化为无滞留区的单循环流动模式。而当颗粒平均粒径降为365μm,对应的双循环流动模式蜕化为单循环模式,壁面不存在滞留区。进一步发现,滞留区位置与静床高无关。研究同时发现,颗粒的流动模式和分布板形式密切相关,对于在多孔平板分布板下为单循环流动模式的小粒径颗粒,在锥帽式分布板下,则在稍高气速时表现为双循环流动模式。