中央扩散式喷嘴颗粒分布特性的冷模实验

针对闪速冶炼过程出现的反应慢和大滞后等问题,建立中央扩散式精矿喷嘴冷模实验装置,研究喷嘴出口附近区域颗粒分布均匀性随工艺风和分散风流量的变化规律.结果表明:反应塔内颗粒分布均匀性可调,分散风使颗粒沿水平方向分散,工艺风使颗粒聚集于反应塔喷嘴正下方区域;分散风和工艺风动量比决定塔内颗粒分布均匀性,动量比越小颗粒越聚集于反应塔喷嘴正下方区域;动量比可将实验范围内各工况颗粒分布均匀性特征指标——颗粒质量偏析函数拟合为指数函数;在颗粒适度分散前提下,喷嘴分散风流量增加倍数和投料速度增加倍数、工艺风流量增加倍数相同.     

基于神经网络的铜闪速熔炼过程工艺参数预测模型

基于铜闪速熔炼过程是典型的高温、多相多组分复杂生产过程,熔炼时,闪速炉内发生激烈而迅速的化学反应,冰铜品位、冰铜温度和渣中铁硅比是铜熔炼过程的关键三大工艺参数,在线检测时存在成本高、滞后大,实现困难等问题,在分析影响工艺参数因素的基础上,提出一种基于BP神经网络的三大工艺参数预测方法,通过收集现场生产数据,挖掘其中隐含的工艺参数信息,建立预测模型。仿真结果表明,这三大工艺参数的最大绝对误差分别为0.630,6.680和0.051,最大相对误差分别为1.16%,0.55%和3.40%,说明模型预测结果与实际生产数据较吻合,该预测模型可用来指导实际生产操作,并可用于铜闪速熔炼过程参数优化。     

镍闪速熔炼过程数值仿真

采用数值模拟软件对国内某大型镍厂闪速炉内气相的速度、温度、浓度及不同粒径颗粒的速度和温度分布特性进行研究。研究结果表明：通过COMSOL软件模拟后,喷嘴喷入的混合气流入炉后发生膨胀,在闪速炉内形成涡流,并会向反应塔上部运动发生回流;氧化反应主要发生在离反应塔中心1.2 m区域内,在距塔顶5.59 m处氧化反应基本完成,且氧气未被完全消耗,沉淀池出口氧气体积分数为7.70%;喷嘴下方和反应塔中下部存在局部高温区域,反应塔中上部区域出现低温区域;小粒径混合物料颗粒与大粒径混合物料颗粒相比受气体影响程度较大,达到的最大速度更大,且由于着火点低,温度上升较快,控制混合物料颗粒粒径在60～80μm之间熔炼反应效果较好。     

燃煤锅炉偏转二次风炉内亚微米颗粒生成特性

为了研究炉内偏转二次风对燃煤过程中颗粒物生成的影响,通过建立与炉内三维气相流动控制方程一致的亚微米颗粒数量和质量控制方程,运用CFD软件模拟了NaOH颗粒在100 MW锅炉内的生成特性.结果显示:二次风偏转实现了炉内空气水平分级,降低了炉内峰值温度、缩小了高温区域,减少了矿物质气化量,进而在一定程度上抑制亚微米颗粒的生成.中间两层二次风偏转10°后,峰值温度比正常运行工况下的峰值温度约低30 K,NaOH颗粒质量浓度有一定下降.     

基于冲天炉熔炼条件脱硫工艺的研究

在冲天炉熔炼过程中,为了获得低硫铁液,通常采用脱硫工艺措施。通过比较研究：炉内脱硫主要用于碱性炉衬的冲天炉,通过强化底焦燃烧的措施,提高炉温以及降低焦炭用量,提高炉渣的碱度,防止铁液的氧化等,都将减少铁液含硫量;而炉外脱硫用于酸性炉衬的冲天炉。混合脱硫剂炉外脱硫时,出铁温度、焦炭用量、熔化率、铁液中含硫量等技术指标明显高于单一脱硫荆。通过对冲天炉熔炼条件下的炉内与炉外脱硫工艺的研究,为铸造车间生产提供科学依据。     

金川镍闪速炉熔炼渣和冰镍的表面张力及其界面张力

用多元回归和Butler方程分别计算了金川镍闪速炉熔炼渣和冰镍的表面张力.运用Girifalco-Good方程,计算了金川镍闪速炉熔炼渣与冰镍间的界面张力,分析了界面张力与炉渣成分、表面张力及温度的关系.提出了改进金川镍闪速炉冶炼工艺的若干建议.     

气体再燃燃烧器喷口流动特性冷态实验研究

以某350 MW锅炉为原型建立冷态模拟试验台,研究气体再燃技术中再燃气体和炉内旋转气流的混合程度及气体再燃条件下实验炉内的空气动力场,并采用标准k-ε湍流模型对其进行了数值模拟.结果表明,不同的再燃风速度对炉内的空气动力场有影响.再燃风速度过小时,再燃风偏离射流轴线较早,不能射入炉膛旋转气流的中心部位;而当再燃风速度过大时,导致再燃风射穿炉内旋转气流.以上两种情况均不能对炉内气流起到很好的覆盖效果,进而影响着再燃气体和炉内气体的混合程度.     

中央喷射型喷嘴颗粒分布准则关系式

建立闪速炉中央喷射型精矿喷嘴实验模型,用接粒称重冷模实验方法研究喷嘴控制下的颗粒分布量纲一的准则关系式。研究结果表明:反应塔内颗粒分布受控于绕流雷诺数Red和修正弗劳德数Fr′综合作用,大Red或小Fr′使颗粒集中分布于喷嘴正下方区域;Red对颗粒分布的影响比Fr′的影响大;Red和Fr′可以将实验范围内表征各工况颗粒分布均匀性的颗粒比面密度均方差σ和塔中心区域颗粒质量分数x1二元拟合为非线性指数函数,实验关联式分别为σ=0.001 2exp(2.916Red0.167 1/Fr′0.099 3),x1=11.81exp(-39.15Red-0.400 9/Fr′-0.242 5),σ与x1近似正相关;σ相同的条件是投料量增大倍数ns和分布风流量增大倍数ndis关系式满足ndis=ns1.341 4。     

基于MetCal计算模型双底吹连续炼铜工艺关键参数影响规律分析

双底吹连续炼铜工艺具有连续性、瞬时性的特点,其生产操作参数控制相对于其他炼铜工艺更为复杂,为确保产品质量稳定、炉况处于优化状态,需对双底吹连续炼铜工艺关键控制参数及其影响规律进行研究。本论文利用MetCal desk计算平台,通过物质流、能量流守恒的原理建立了双底吹连续炼铜工艺冶金计算模型,并在此基础上,通过单一调整富氧空气量、石英石配量、电解残极配加量等参数,分别考察其对双底吹连续炼铜工艺熔炼关键参数“铜锍品位、熔炼渣铁硅比及温度”和吹炼关键参数“粗铜品位、吹炼渣铁硅比及温度”的影响规律。结果表明：铜锍品位与熔炼石英石量、富氧空气量呈正相关,与配煤量呈负相关;熔炼渣铁硅比与熔炼石英石量、配煤量呈负相关;熔炼渣温度与熔炼富氧空气量、配煤量呈正相关;粗铜品位与吹炼富氧空气量、电解残极量呈正相关;吹炼渣铁硅比与电解残极量呈正相关,与吹炼石英石量呈负相关;吹炼渣温度与吹炼富氧空气量、电解残极量呈正相关。     

一种基于规则推理的电熔镁炉智能控制系统

传统的电熔镁炉熔炼过程人工控制方法存在生产过程中能源消耗大、产品品位低、工人劳动强度高等不足.针对上述情况,提出了利用工业现场人工操作经验总结出的控制规则与相关控制理论相结合对电熔镁炉熔炼过程进行自动控制的方法,并使用该方法设计了一种基于规则推理的电熔镁炉智能控制系统,包括电流预设定模型、电流偏差阈值自学习模型和电流平衡调节补偿模型等协调控制电动机.该系统成功应用于国内某电熔镁砂厂,取得了良好的应用效果.     

T型管混合器压降研究

采用气－气，液－液及气－液系统研究了一类在工业上广泛应用的Ｔ型管混合器的压降，发现其压降主要与两股混合物流的动量比有关，与物性基本无关，模拟计算了气－液系统的压降，计算结果与实验结果较为吻合。     

SiCp 在 Al 基复合材料中分散行为的研究

研究了合金熔体的固相率、搅拌速度、合金元素加入量、粒子预处理和搅拌时间等因素对Ａｌ基复合材料中ＳｉＣ粒子分散行为的影响和ＳｉＣ粒子在Ａｌ合金熔体中的混合过程．实验结果表明，４０％～５０％的熔体固相率最适宜粒子在熔体中混入，由于Ｌｉ极易氧化不利于ＳｉＣ粒子在熔体中的均匀分散．而且随搅拌时间的延长和Ｍｇ量的增多，ＳｉＣ粒子的分散更趋向均匀化．     

Velocity Distribution of Slurry in Horizontal Pipe When Solid Particles Sliding

Based on the laws of momentum conservation and impulse in accelerating process, the distribution on speed of ununiform slurry flow in a horizontal pipe was studied. According to the momentum change of solid particles and conveying liquid of slurry flow during accelerating, and some effect factors, the relationship between the speed of solid particles and the speed of conveying liquid was obtained.When dealing with the friction between sliding solid particles and pipe, it is pivotal to reasonably distribute component of friction to each solid particle. The friction coefficient between solid particles was obtained by forces analysis and theoretic calculation, and can be used to calculate the friction force on every solid particle. The effect of friction on speed of ever), solid particle was investigated through the impulse law. The result is more accurate than that by using uniform friction on solid particles. It is completely new method to use above theory to get solid particles speed distribution, conveying liquid speed distribution and slurry speed distribution.     

渡口空气质量模式研究

文章介绍了渡口空气质量模式研究结果。针对渡口山区地形,建立包括有风扩散、微风扩散和山谷风转换期漫烟扩散的一整套大气扩散计算公式。确立了具有当地特征的模式参数和模式输入参数。有风模式取高斯模式带地形校正因子(T)的途径。微风模式取带地形校正因子(T′)和逆温层影响修正的烟团积分模式。针对渡口山区空气污染物浓度日变化单峰型特点,建立山谷风转换期漫烟扩散模式,考虑平均风速随时间的变化,混合层高度随时间变化的影响。模式计算取得良好效果,浓度计算值与实测位的比值,一般不超过1.5—2.0倍范围;而且不论是浓度的季、月平均值还是日平均值,计算值与实测值的分布形式和中心位置都基本一致。     

涡流空气分级机撒料盘分散物料模拟实验研究

以建筑用标准砂为原料，设计撒料实验用以模拟物料在涡流空气分级机撒料盘上的分布，并研究撒料盘的转速对于颗粒速度及其运动轨迹的影响。结果表明：影响物料颗粒离开撒料盘速度的主要因素是颗粒与撒料盘间的摩擦力，颗粒越大，与撒料盘间的摩擦力越大，离开撒料盘的速度越大；撒料盘转速和撒料落点影响颗粒运动的方向。明确了撒料盘分散物料是因为粗、细颗粒与撒料盘间的摩擦力不同，造成了二者离开撒料盘的速度不同进而分离开来。提出了改善物料分散的措施，即加大颗粒与撒料盘间的摩擦力。     

混料工艺对SiCp/AI复合材料SiC颗粒分布均匀性的影响

采用元素粉末法制备体积分数为12%的SiCp/2024Al复合材料,利用三维高效混料机混料,研究了混料工艺对SiC颗粒在基体中分布均匀性的影响.实验结果表明:球料比、混料时间和颗粒尺寸对SiC颗粒在基体中的分布均匀性有重要影响;球料比1∶2时,由于输入的能量较低,难于实现SiC颗粒在基体中的均匀分布;球料比5∶1时,随着混料时间的延长,SiC颗粒分布均匀性逐渐提高,达到一定时间后不再提高;当球料比5∶1,混料时间20h时,尺寸为3.5μmSiC颗粒在基体中分布均匀性最好,0.8μmSiC颗粒在基体中的分布则存在团聚现象.     

大气颗粒物PM2.5的消光特性研究

基于Mie散射理论,对大气颗粒物PM2.5的消光特性进行了研究,建立了混合颗粒系统消光系数的理论及等效计算方法.计算表明,不像大颗粒,PM2.5单颗粒的消光效率因子强烈地依赖于折射率和粒径;多颗粒的消光系数随粒度增加而增大,在强吸收时,也随分布宽度增加而增大;其随波长的变化与折射率、分布有关,往往是非单调的,而对混合的颗粒系统,还与混合比有关.分析表明,我们提出的消光系数的理论及等效计算方法也为实际大气颗粒物的光学特性研究提供了一个新的研究手段.     

自吸式涡轮搅拌桨的性能研究

系统地测定了自吸式双圆盘六叶涡轮桨应用于气-液-固三相浆态搅拌反应器的性能。研究了吸入气体的临界转速、表征搅拌桨对气体抽吸能力的吸气压力、气体自吸的吸入流量、搅拌功率、气含率、气液分散性能和气液传质规律,以及固体催化剂颗粒的悬浮问题。采用磁钢密封结合自吸式涡轮搅拌桨的三相浆态搅拌反应器,比较适宜于精细化学品合成的工艺研究及本征动力学测定,并对中小规模三相浆态反应工艺的连续化生产提供了可行性研究。     

固井用油井水泥颗粒干混特性的数值模拟

在固井作业中,湿混方式混合时间长、原料浪费严重、环境污染大,因此气力干混技术日益得到重视。为探究干混时油井水泥与外掺料混合均匀程度的变化规律,确定最佳操作条件,利用FLUENT软件,采用欧拉-欧拉多相流模型对混拌罐内油井水泥颗粒和外掺料颗粒的混合过程进行数值模拟,分析了进气速度、进气口数量、物料装填顺序以及颗粒物性等因素对混合情况的影响。结果表明：气流速度较低时油井水泥与外掺料混合不均匀,气流速度过高则会出现颗粒局部集中;对本算例而言,气流为1 m/s时可获得较好的混合效果;增加进气口数量不能明显改善颗粒混合的均匀程度;初始装填时,密度最大的颗粒不应置于最底层;颗粒密度对混合情况有较大影响,而粒径的影响较小。