高炉回旋区动力学机理的实验研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第25卷第3期钢铁钒钛V01．25．No．32O04年9月IR0NSTEELVANADIUMTITANIUMSeptember20O4—’神'6o苷oo苷oo科。苷ooc；试验研究《、∞日00，．00，．0‘，．00，．0c，．-___I同‘j炉回旋区动力学机理的实验研究郭术义，陈举华(山东大学机械工程学院，山东济南250061)摘要：回旋区机理研究可以为高炉操作提供有效的理论依据。在相似理论的基础上建立了回旋区三维冷态试验模型，应用三维激光粒子动态分析仪(Partic

2、leDynamicAnalyzer，PDA)对模型内流场气体、颗粒的时均速度和脉动速度等物理参量进行了浏量，试验发现涡流中心主速度梯度变化较大，为进一步研究高炉回旋区机理提供了大量有参考价值的数据。关键词：高炉；回旋区；动力学，PDA测量中图分类号：37文献标识码：A文章编号：1004—7638(2004)03—0001—04STUDYoNDYNAMICALMCHSMINBLASTFURNACERACEwAYGUOShu—yi，CHENJu—hua(SchoolofMechanicalEngineering，Shan

3、dongUniversity，Jinan250061，Shandong，China)Abstract：Studyingontheracewaymechanismcanprovidetheorybasisfortheblastfurnaceoperation．AcoldstatetridimensionalmodelaboutracewayWasbuiltbasedonthesimilaritytIleory．Usingtridimensionallaserparticledynamicanalyzer(PDA)，th

4、emeanandpulsatevelocityofgasandparticleandotherphysicalparame-tersinthemodelturbulentflowfieldweremeasul'ed．ItWasfoundthatthemainvelocitygradientchangedrapidlyinthevortexcore．卟eexperimentsprovidedplentifu1．referentialandvaluabledataforthefurtherstudyontheracewa

5、ymechanism．KeyWords：BlastFurnace；Raceway；Dynamics；PDAmeasurement回旋区理论L3J。O引言三维激光粒子动态分析仪(ParticleDynamicAn．高炉作为钢铁工业的重要一环，在现代工业中alyzer，PDA)是世界上最先进的、适于多相流场的非扮演着极为重要的角色。回旋区是高炉能源和还原接触式测量仪器之一，能够在不破坏流场的情况下剂的产地，直接影响到整个高炉煤气流的分布，上部同时进行多物理量的高精度测量。将其用于高炉回炉料的预热、均衡下降、冶炼质量以及整

6、个高炉内的旋区冷态模型的研究，可以提高所测数据的精确性。传质、传热过程。高炉研究工作者积极展开了对回基于相似理论建立了高炉回旋区的三维冷态试旋区机理的研究L1．2J。由于内部存在多组分气体、验模型，并应用PDA对模型不同工况下的气体和颗固体焦炭、液态炉渣、铁水之间复杂的流固耦合力学粒的三维速度、粒度、通量等参数进行了测量，分析过程和化学反应过程，目前仍没有形成严格的风口了粒子的时均速度和脉动速度。收稿日期：2004—05—23基金项目：山东省自然科学基金资助项目(Y2002FI9)山东省科学技术发展计划项目(0120

7、50107)。作者简介：郭术义(197l一)，男，山东济南人，山东大学机械工程学院博士研究生，主要从事高炉模型研究。维普资讯http://www.cqvip.com·2·钢铁钒钛2004年第25卷视窗保证激光要求。PDA由丹麦DANTEC公司制1实验模型建立造，采用了计算机控制的全自动三维坐标架进行定相似原理J指出，试验现象要真实反映物理现位。测点采样数为1500个，采样时间限时20S。数象的内在规律，两者必须保证相似。保证试验与实据处理采用BSAFlow2．0软件(PDA附带)。物相似必须满足：描述现象的方程组文字

8、相同；试验数据处理机模型与实物的几何相似；描述方程组的单值条件的试信号处理器相似倍数满足相似准则——(雷诺)、Eu(欧拉)和出风口验测曩萎窗-IIIFr(傅鲁德)准则。只有这样，把试验结果整理成准调节阀试△则关系式，推广到实物时才具有较高的价值。试验．，与真实现象的介质同为空气与颗粒的混合多相流动，第一个条件自然得到满足。进风、进料口几何相似条