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氧气高炉冷态模型设计
- 2019-11-28-

  1.物料运动过程相似准数的推导

  氧气生产厂家采用量纲分析法对模拟氧气高炉物料运动过程相似准数进行推导。物料运动主要有九个因素,即风口直径D.气体密度.气体流速w.风口压差OP.压力P.颗粒表面积S.颗粒直径d.动力黏度、重动加速度g。显然高炉风口前后的压差与气体流速之间理论.上存在着流体力学上的关系,因此风口前后的压差(OP) 项可以舍去,可以由气体流速(w)项来代替;用物料平均表面积(S) 项来代替颗粒直径(d) 项。此时,舍去了2个影响因素,还剩下7个单独的影响因素。其中基本量纲有3个,根据定理有,即需要4个无因次式。求解无因次式。通过求解得到:

  ;表示风口直径与颗粒直径要达成-定的几何比例。

  ;为佛鲁德准数,示流体位压与动压的比值,它是来描述重力在流体流动过程中其主导作用的无因此式。

  ;为欧拉准数,表示流体压差与惯性力的比值,可不考虑。

  ;为雷诺数,表示惯性力与粘性力的比值,由于风口处气体流速很快,风口处的流动已经到达二 :自模化区,所以可以不考虑。

  2.冷态模型尺寸的设计

  冷态实验模型:是以钢铁研究院设计的三个2100 m3氧气高炉为原型。

  根据相似原理,氧气生产厂家在建立氧气高炉物理模型时,需要考虑原型与物理模型的几何相似。几何相似比可表示为:

  公式中,-模型几何尺寸, mm; -实物几何尺寸, mm。

  在保障模型与原型几何相似的前提下,根据实验室条件及现场实际情况,物理模型按1: 20的相似比进行设计。