高炉喷煤直吹管内气粉两相流的流场

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第12卷增刊钢铁研究学报Vo1．12，Supplement2000年9月J0URNALOFIR0ANDSTEELRESEARCHSept．2000．冶金与金属加工．?臼，12．(。?，『2(士』)高炉喷煤直吹管内气粉两相流的流场周宗彦，王文忠(东j翮牙与冶金学院，辽宁沈阳110006)摘要：在高炉膏氧喷煤过程中，直畎管使喷入的煤粉与氧气预混、预热，并促使煤粉的热解和部分煤的燃烧。运用多相流的拟流体模型建立r高炉局部富氧喷煤直吹管内气粉两相流动的数学模型，对气粉两相流场进行r数值研究，探讨r气相和煤粉的速度分布规律

2、及其影响因素，其中包括氧煤喷艳的结构、漩流数和富孰率等。结果表叫，氧煤喷抢的漩流、富氧率等仅在氧抢出口的有限区域内对流场有较大的影响；喷煤对整个直吹管内的流场影响较小，但在氧一煤喷抢出口附近区域会促使气相和煤柑激烈混台，动量和质量传输较强烈。关键词：高炉；喷煤；商吹管；_：维数学模型：流场；氧煤喷枪中固分类号：TF5386文献标识码A文章编号：1o610963(2000)增刊一000105可f；／ZHOUZong—yan．ZOUZongshu，WANGWen—zhong(NortheasternUniversity，Shenyang110006·China)A

3、bstract：Intheprocessofpulverizedcoalin)ec~ionfPCI)intoblastfurnace，theblowpipeplaysalBimportantroleinpremixingthepulverizedcoalandoxygen．preheatingthemand‘iraprovmgthepulverizedcoalpyrolizafionandcombustionofthecoa1．Onthebasisofslip—diffusionmodelofmultiphaseflow，athree—dimensionalm

4、athematicalmodelofgasparticleflowinblowpipehasbeendevelopedanddebuggedtocalculatethegassolidtwophasesflow，includinggasvelocityandparticlevelocityinsidetheblowpipe．Therotationaljetandlocaloxygenenrichmentcanimprovethemixingofoxygenandpulverizedcoal，buttheeffectofcoalinjectionisweakon

5、thewholeflowfieldinblowpipe．Thenlassandmomentumtransferneartheexitoflance8reverystrong．Keywords：b[astfurnace；pulverizedcoalinjection；blowpipe；three—dimensionalmathematicalmod—el{flowfield~oxygencoallance高炉富氧喷煤过程实际上足热风流股与从氧通过冷、热态模型实验来研究分析直吹管中流场的煤喷枪出来的气粉射流相互作用的过程。在喷吹工特点。这种方法获得的结论比较接近实

6、际，但实验过艺中，氧煤喷枪与直吹管轴线呈某一角度地插入具程复杂，实验量大，且有一定局限性因此，本文作者有较高流速和较高温度的热风中。由氧一煤喷枪喷出在前人工作和作者自己提出的二维模型的基础上，的氧气射流与煤粉构成的气固相混合射流斜向喷人建立了冷态条件下直吹管内三缏气固两相数学模热风，随即与热风发生动量、热量、质量交换而形成型，并根据计算结果对直吹管内气固两相的流体动复杂的气固两相流动。在以往的研究中，主要是力学特性进行了探讨，这对于选择和开发高效氧一煤作者简竹}周宗彦(1973)，男．博士生-收稿日期：20000110；任订日期：2000—06261维普资讯h

7、ttp://www.cqvip.com钢铁研究学报第l2卷喷枪，实现合理地局部布氧以及确定富氧喷煤最佳件，气相各向速度均为零，湍流脉动为零，化学组分工艺参数具有指导意义质量分数的法向梯度为零由于壁面附近输运系数变化梯度很大，采用了壁面函数。1数学描述壁面上颗粒相条件为：1．1基本假设警】．一[]一。直吹管内的流动为稀相气固两相流动，把气1．4计算方法固两相流当作一种拟流体、固相煤粉颗粒群由单一对多相流的多流体模型数值解法采用一种专尺寸的球形微粒组成，不考虑气固相间的传质和化f]针对稀疏颗粒悬浮体的解法，称为GEMCHIP算学反应，也不考虑固相粒子间的相互碰撞，

8、流动为稳法⋯，在此基础上编制了直角坐标