浮选矿浆的充气

在浮选过程中矿浆充气形成一种浸没液流,其流向与固体表面成10—45°的锐角。在液流与固体表面的接触区引入气流,液流深度小于其宽度。喷气与矿浆充气的效益高,气泡粒度亦为最佳。     

200 mm×200 mm方坯连铸机二冷区喷嘴冷态特性研究

通过对200 mm×200 mm方坯连铸机二冷区喷嘴进行测试,考察了目前在用的3/8PZ7050QZ5、HPZ2.0-60QZ2和HPZ1.5-60QZ2三种型号喷嘴的压力和流量特性、水流密度、打击力和喷射角等冷态性能参数。测试了不同水压条件下,喷嘴的喷射角、水流密度分布随水压变化的情况。测试结果表明:水喷嘴的喷射角随水压变化较小,各水压下的喷射宽度和水流密度可满足铸坯的冷却需要,但较小的水压易造成喷出水滴的粒度过大,不利于铸坯均匀冷却;气水喷嘴的喷射角随水压增大而递增,保持气压0.2 MPa不变,当水压达到0.2 MPa及以上时,喷射宽度大于铸坯宽度,水流密度分布曲线由中心逐渐向边部发散且偏离中心,喷出水滴的雾化程度逐渐加剧。     

喷吹颗粒镁铁水脱硫影响因素的数值模拟

在CFD软件平台上进行了青钢新区喷吹颗粒镁铁水脱硫影响因素的数值模拟,研究了载气流量、喷枪插入深度、喷嘴直径、喷嘴夹角对脱硫过程铁水罐内流场以及混匀死区的影响。结果表明,在原有工艺参数下,随载气流量适当减小、喷枪插入深度最大、喷嘴直径稍微增大和喷嘴夹角适当增大,均可改善铁水罐内速度场和湍动能的分布,减小混匀死区,增加停留时间。推荐的工艺参数为载气流量90 Nm~3/h、喷枪插入深度200 mm、喷嘴直径8 mm、喷嘴夹角60°~90°。     

气体压力对雾化颗粒大小的影响

文章研究了气体压力大小在雾化粉末工艺过程中的影响。结果表明,在限制式的喷嘴结构中,当熔体温度、气流喷射角度确定的条件下,气体压力较小,雾化颗粒不能形成,熔体会在导管中凝固或形成倒锥形的粘结块;随着气体压力的增加,粉末球化程度增大,平均颗粒减小。     

复吹转炉双层套管喷嘴的冷态试验研究

通过理论计算与冷态模拟试验,对双层套管喷嘴的结构、参数进行了研究。经试验结果表明:1号喷嘴的数据比其他的好;内、外管压差的增值存在一个最小值,于此值范围内能减小反击频率;气流压力的增加过高或过低,均不利于提高耐火材料寿命;无论是逐渐增加环状或中心气流的出口速度,而又在只增大其速度差值时,前者对后者不能进行保护;当背压、管长一定时,随着供气压力的增加,各管长度下的流量都会相应的增加。这些,均可为热态试验提供参考。     

环孔雾化喷嘴设计参数的研究

根据对雾化气流流动的理论分析及环孔雾化喷嘴设计参数的研究,提出了环孔雾化喷嘴设计参数的定性解析和定量描述;导出了在环孔雾化喷嘴出口处雾化气体流速及质量流量取得极大值时,雾化喷嘴气流出口截面积与空腔截面积及雾化压力的解析表达式;建立了雾化气体流速与环孔雾化喷嘴节圆直径、环孔直径及喷射顶角的函数关系式;探讨了保障环孔雾化喷...     

环缝气流冲击雾化制粉喷嘴流场特性的仿真研究

分析了一种环缝气流冲击雾化制粉喷嘴的结构和工作原理, 并对该雾化喷嘴模型进行了流场分布数值仿真, 研究了不同进气压力和窄缝倾角对流场速度分布的影响。研究结果表明, 从进气管入口到气流冲击雾化喷嘴出口, 加速气流速度保持最大值不变, 在距进气管入口中心线上80 mm位置之后逐渐减小; 随着进气压力的增加, 气流冲击雾化喷嘴出口速度表现出明显的增加趋势, 且仿真结果与理论计算结果误差在10%范围以内。随着窄缝倾角的增加, 负压涡流逐步向进粉管靠近, 回流区、分离区和混合区的最大速度值表现出单调增加的变化规律; 综合考虑气流冲击效果和喷射速度, 确定最优的窄缝倾角50°~60°。     

稀土永磁磁粉气流粉碎过程的模拟计算

通过使用Solid Works建立几何模型,用ICEM CFD软件划分网格,利用FLUENT软件进行模拟计算分析。本文中的计算采用2ddp求解器,计算方法为SIMPLEC算法Segregated隐式方法,湍流模型选取标准k-ε两方程模型,压力速度耦合采用SIMPLEC算法。在二维模型的计算中,研究了高速气流粉碎研磨室内部的气流速度场情况,并探讨了不同质量分数气体对气流速度场分布的影响。实验结果表明,研磨室内部气流的最大速度出现在3个喷管中心线几何交汇点上方,磁粉将在此处碰撞最激烈,形成一个粉末破碎区域;随着研磨气体的压力增大,喷嘴处的气流速度和气流交汇处的气流速度均增大,相反地,单独改变底部喷嘴压力时,随着底部喷嘴压力的减小,底部喷嘴口处的气流速度呈减小的趋势,而在气流汇聚处,气流速度变化不大;随着气体的质量分数减小,气流速度越大,在同等气流速度需求量情况下,将需要小的气流初始压力。     

浮选柱充气器的表面积对气泡大小的影响

本文对四种类型的充气器(陶瓷、不锈钢、橡皮和滤布),测定了浮选柱柱面积与充气器表面积之比Rs对气泡大小的影响。在泡沫流动条件下,要产生均等的气泡,Rs必须小于1。本研究得到的数学模型为db=C_1〔Rs·Vg〕~0.25,其中C_1取决于该溶液的化学性质。     

不同形状拉伐尔喷嘴中气流行为的研究

在考虑不同形状收缩段的基础上，建立描述不同形状拉伐尔喷嘴中沿喷嘴长各部气流行为的数学模型。数值计算表明，气体速度随入口段曲率半径的增大而增大，拉伐尔喷嘴和长度则随曲率半径的增大而减小。本数学模型可为不同形状超音速氧枪的设计提供理论依据。     

RH水模型的理论和实验研究

根据基本气泡泵的有关理论，并考虑ＲＨ装置上升管中气液环状流的特点，提出常压条件下循环流量比的计算公式，计算表明，循环流量随浸没比的增大而增大，且随密度的增大而减小。实验表明，真空度是控制钢液循环流量大小的主要因素。     

基于CFD的水雾化锌粉喷嘴性能研究

雾化喷嘴是水力雾化锌粉工艺的关键设备之一,其结构的合理性,直接决定水雾化锌粉工艺的成败。在研发以水为工作介质的高压大流量雾化喷嘴过程中对喷嘴内部的流场进行了全面的CFD分析,研究了喷嘴结构参数锥面间隙和喷射内夹角对其射流性能的影响。研究结果表明:在锥面间隙h=0.3 mm、射出内角α=60°条件下,喷嘴综合性能最优。基于本次研究的新型喷嘴设计合理,能满足水雾化锌粉工艺要求。     

氧煤燃烧熔分炉熔渣喷溅数值模拟

针对氧煤燃烧熔分炉在熔炼过程中的喷溅行为,采用Fluent软件中VOF多相流模型耦合Realizable k-ε湍流模型进行数值模拟,利用水模试验加以验证,对熔分炉熔渣喷溅过程进行研究,探究不同工艺参数(流量、倾角、直径和浸没深度)对喷溅高度的影响。结果表明,熔渣喷溅由残余部分动能的气泡逸出破碎产生;随着氧枪流量的增大,其喷溅高度不断增加,流量为0.28 kg/s时喷溅达到3.13 m;倾斜角度增加造成喷溅高度先增加后减小,倾角为-10°时喷溅高度最大为3.07 m;增加氧枪直径,喷溅高度先增大后减小,在直径为30 mm时喷溅最高为3.09 m;减小氧枪浸没深度有利于降低喷溅高度,当浸没深度为150 mm时,喷溅高度约为3.075 m。     

基于回流区特性的气雾化喷嘴设计及流场结构模拟

本文设计了一种laval喷管结构雾化器,并利用CFD软件模拟研究了雾化气压P、雾化气体温度T、气体喷口孔心距D、气体喷射角度α以及导流管伸出长度d五大因素对流场结构的影响。结果表明:laval喷管雾化流场结构与狭缝喷嘴不同,气流喷出后不发生膨胀,不形成闭涡结构;随着P的增大,流场速度增加,区域扩大,回流区静态压力Ps不随P变化而变化;增加气体温度T可以提升流场速度和流场温度;气体喷口孔心距D会影响回流区压力和流场速度;增大气体喷射角度α可以提升流场速度,同时会导致回流区压力升高;随着导流管伸出长度d的增加,回流区静压先下降后升高。     

气雾化参数对316L不锈钢粉末粒度的影响

利用自行研制的超音速气雾化喷嘴制备316L不锈钢粉末,研究雾化压力、金属熔体质量流量及熔体过热度对粉末粒度的影响。结果表明,实验制备的316L不锈钢粉末粒度主要分布在5～70μm之间,平均粒径为19.4～26.9μm。提高雾化压力,减小金属熔体质量流量或增大熔体过热度均使粉末平均粒径减小,细粉收得率增加;最佳雾化参数为雾化压力5.5 MPa,金属熔体质量流量4.28 kg/min,熔体过热度300 K。在此条件下得到的粉末形貌主要为球形和近球形,部分粉末表面有卫星球或凹坑出现。     

单辊极冷甩带法铜锌合金微观结构研究

本研究主要探讨了单辊极冷甩带法生产铜锌（Cu-Zn）合金带材的过程控制参数,包括轮速、喷气压力和喷嘴端与轮子表面的角度。结果表明：（1）随着辊轮转速的增加,Cu-Zn合金样品厚度减小,微观结构趋于均匀;（2）喷射压力的增加导致样品厚度增加;（3）在一定条件下,喷嘴与辊轮的接触角对Cu-Zn合金样品厚度的影响较小,但接触角较小时微观结构更为均匀;（4）氩气保护气体可以减少Cu-Zn合金的氧化,提高过冷度,进而使得微观结构更均匀。本研究结论为优化Cu-Zn合金制品的铸造工艺提供了理论依据和技术支持,为高性能材料制备提供了新途径。     

RH-MFB传质特性的物理模拟研究

采用NaOH稀溶液吸收CO2实验来模拟120tRH—MFB顶吹O2条件下真空脱碳反应过程的传质现象。在1：5．45的水模型中,考察了提升气体流量、顶吹气体流量、顶枪枪位、插入管内径、浸入深度、喷嘴个数与气泡行程等因素对传质的影响,测定不同参数组合条件下的容量传质系数,进而考察容量传质系数与气体分压等的关系。结果表明,容量传质系数随提升气体流量、顶吹流量、气相分压、插入管内径和浸入深度的增大而增大。     

高温平板水雾冷却换热系数的数值分析

 利用有限元耦合场数值模拟计算方法进行了高温平板纯水喷雾冷却的模拟。研究了射流出口高度、平板表面温度及喷嘴流量对换热系数的影响。模拟结果表明：在其它参数不变的情况下,随着喷射距离（200mm～500mm）的减小,换热系数总体呈增加趋势;随着平板表面温度在（1050K～1200K间）的增加,换热系数总体呈减小趋势;随着射流流量或压力的增加,换热系数呈增加趋势。     

冶金用喷粉罐喷粉速率控制的冷态模拟试验

 为实现冶金用喷粉罐喷粉速率的稳定控制，通过冷态模拟试验，测定喷粉罐不同喷吹参数对罐内压力和输粉管路压力的影响规律，研究了罐内压力与输粉管路压力的差值Δp对喷粉速率的控制规律。研究结果表明，正常喷粉状态下，罐内压力主要由罐顶充压和流化气压力共同决定。输粉管路压力主要由载气流量决定，其值随载气流量的增大而增大。通过设置罐顶充压、流化气压力和载气流量的不同参数组合来改变Δp，可实现对喷粉速率的稳定控制。在载气流量相同条件下，喷粉速率随Δp的增大而增大；在Δp相同条件下，载气流量值越大，喷粉速率越大。     

液态金属超声雾化喷嘴的气雾化性能影响因素

采用Fluent软件建立超声雾化喷嘴气流场的数值模拟模型,研究入口压力、导液管孔径与伸出长度对超声雾化喷嘴气雾化性能的影响,并采用超声雾化法制备GCr15轴承钢粉末,验证入口压力对粉末粒度的影响。结果表明:导液管伸出长度Δh=1 mm时,入口压力越大,越有利于提高雾化效果;在Δh=2 mm或Δh=3 mm条件下,当入口压力小于2.0 MPa时,增大入口压力可有效提高雾化性能,而当入口压力超过2.0 MPa后,增大入口压力对提高雾化性能效果有限。导液管的孔径对气流场结构影响较小,主要通过影响金属液的质量流率来影响雾化效果。雾化实验结果表明,在Δh=1 mm、导液管孔径d=4.5 mm时,2.8 MPa入口压力下的雾化性能优于2.0 MPa与1.2 MPa下的雾化性能,获得的GCr15轴承钢粉末平均粒径最小,整体球形度最佳,该实验结果与数值模拟研究结果一致。