氧气高炉新型氧煤燃烧器设计参数对风口区流场影响数值模拟

氧气高炉通过向风口回旋区喷吹煤粉以及脱除CO_2的循环高炉煤气,可有效降低CO_2排放。运用CFD商业软件,建立风口回旋区三维模型,针对氧气高炉所设计的新型燃烧器中氧煤枪数量及其与直吹管所呈角度和空间物理位置对风口回旋区流场的影响进行数值模拟。研究结果表明:采用单支氧煤枪操作,当其位于直吹管上部时,煤气流速度随喷吹角度由7°~15°变化时逐渐减小,且夹角为9°较为适宜,当其位于下部时,随着夹角越大,对风口回旋区深度增加越有利;采用双氧煤枪操作,当其在直吹管上下、左右分布时,夹角分别为11°和13°较合理;当单支氧煤枪位于直吹管上方且夹角为9°、距离d为75 mm时能较好地促进风口回旋区深度增加并保持足够的鼓风动能。     

高炉氧煤枪富氧喷煤氧煤混合特性

研究了高炉采用氧煤枪富氧喷吹煤粉时氧气与煤粉的混合特性，在直吹管内，氧浓度和煤粉浓度在横截面上类似高斯分布；沿轴线按指数规律衰减；并可分别形成局部富氧区域和煤粉富集区域，分析结果表明，这两个区域可以基本匹配，但难以严格地重合，改变氧煤枪结构可以改变局部富氧区域和煤粉富集区域的大小和匹配状况；调节氧煤枪位可以按工艺要求改变它们在直吹管中的位置。     

高炉氧煤枪煤粉浓度场的研究

利用于发的红外透射法粉体浓度计算机测定系统，在高炉氧煤喷吹气－固两相流动模拟装置上测定了氧枪的煤粉浓度场。结果表明，在直吹管内氧煤枪出口前端截面附近，煤粉浓度呈不对称分布状态。在射流流动方向所对应的半径一侧，煤粉浓度较大，但通过调节枪位可以改善这种状况。直吹管内气－固两相的掺混甚为剧烈，使得在氧煤枪出口前端轴向距离为２．５倍，直吹管直径的截面上气－固两相混合均匀。     

高炉炉前供氧与安全控制系统及其计算机控制

在分析高炉富氧喷煤对炉前供氧系统的要求之基础上,研究开发了高炉炉前供氧与安全控制技术。所研制的我国首台高炉炉前供氧及安全控制系统可分别在氧煤枪和风口出现事故时对单支管进行断氧吹氮保护。为了满足不同等级高炉的要求,进行了系列化设计并采用计算机控制,可以实现参数设置,系统监控、流量及压力显示和记录。     

用LDV测量旋转流场的窗口效应分析

在应用激光多普勒测速仪测量旋转流场时，如果测量窗口随着旋转流着一起转动，就会产生窗口效应问题，实验研究和理论分析表明，如果测量体积与测量窗口之间的距离太小，由由窗口旋转速度引起的多普勒信号就会进入测速仪的接收系统，该信号将干扰甚至掩盖流场速度信号而导致测速失败。     

富氧喷煤燃烧过程的三维数值模拟

采用数学模型预测高炉富氧喷吹煤粉的燃烧过程,数学模型包括气相流动、煤粉挥发分的热解和燃烧、残炭的燃烧、辐射传热和固体颗粒相的运动等子模型．模拟结果表明,单筒煤枪和热风混合效果不好,不利于煤粉燃烧;由于直吹管和风口空间小,因而富氧对煤粉燃烧率影响不大;富氧可提高风口端部平均氧含量,有利于煤粉在回旋区内燃烧．     

富氧喷煤燃烧过程的三维数值模拟

采用数学模型预测高炉富氧喷吹煤粉的燃烧过程,数学模型包括气相流动,煤粉挥发分的热解和燃烧,残炭的燃烧,辐射传热和固体颗粒相的运动等子模型,模拟结果表明,单筒煤枪和热风混合效果不好,不利于煤粉燃烧,由于直吹管和风口空间小,因而富氧对煤粉燃烧率影响不大;富氧可提高风口端部平均氧含量,有利于煤粉在回旋区内燃烧。     

钝体稳燃器回流区的湍流结构与粒子动态特性

应用粒子动态分析仪进行钝体稳燃器回流区湍流结构和粒子动态特性的测量，试验提供了不同粒径粒子在流场中的分布及其与速度场的关联特性，以及三维稳燃流场的湍流特征，试验结果表明，在高湍流度、流动方向急剧变化和有粒子掺混情况下，粒子动态分析仪三维激光测量系统有热线风速仪或其它传统的湍流测量仪器不可比拟的优越性。     

利用超声波检测流量的高精度系统

讨论了超声波在流体内传播过程中流速补偿问题，建立了流量测量的数学模型，并给出测量系统的结构框图。针对超声检测流量中的流场分布情况，采用高电压窄脉冲信号触发超声波发射电路、高频振荡计数与相敏检波相结合的高精度在线检测方法提高测量的精度，并利用系统内存储的测量环境数据和实际测量时的温度对测量结果进行补偿，保证测量的稳定性；分析了测量误差来源以及消除误差的方法。     

喷吹方式对煤粉燃尽率的影响

为研究高炉喷煤采用不同喷吹方式对煤粉燃烧效率、煤焦置换比以及高炉生产的经济效益的影响,以某企业3号高炉为对象,建立回旋区煤粉燃烧过程的计算模型,并基于该计算模型研究不同煤种、喷枪形式和富氧率对煤粉燃尽率的影响。研究结果表明:烟煤的燃尽率高于无烟煤和混煤的燃尽率,双煤枪的燃尽率高于单煤枪和氧煤枪的燃尽率;当喷煤比不超过150 kg/t时,该高炉的最佳富氧率为5%。     

霰弹飞行速度的测量方法与结果分析

该文讨论测量全叫缩膛口射出霰弹飞行速度的两种方法，并对测量结果进行分析。一是借助高速摄影设备测量霰弹的膛口飞行速度，结果表明，其飞行速度平均为４８０ｍ／ｓ，弹子的纵向扩散速度平均为４７ｍ／ｓ，横向扩散速度平均为２９ｍ／ｓ；二是采用区截铝箔靶装置测量单个霰弹子飞行速度，结果表明，２０ｍ射距时平均为３６１ｍ／ｓ，３０ｍ射距时平均为３０７ｍ／ｓ，４０ｍ射距时平均为２５７ｍ／ｓ，因弹子穿过四层铝箔纸，其受     

用PIV进行静电旋风除尘器流场的测定

研究静电旋风除尘器内的流场。采用ＰＩＶ（粒子图像速度场仪）对不同进口流速、不同截面位置的流场进行了测定。试验结果表明,在静电旋风除尘器的捕集空间内,径向速度值很小,切向速度沿轴向及径向的变化很大。应用ＰＩＶ测定流场具有流场完全无干扰,一次能够测量整个视场等优点。     

岩屑声波法地层压力监测技术研究与应用

提出了通过岩屑提取地层信息、为钻井井壁稳定性计算提供必要参数的方法，即通过测量地面岩屑的声波时差，反演得到地层岩石的声波时差，利用岩石的声学性质与力学参数的关系得到地层岩石的力学参数，结合地应力参数，得到井壁周围岩石的应力分布，计算地层的孔隙压力、坍塌压力和破裂压力。对于预探井，在没有测井资料的情况下，利用该方法可以有效地进行地层压力监测。在两口预探井中进行了随钻监测地层压力的现场试验，证明该方法是有效的。虽然该方法在声波测量过程中还有一定的局限性，对最终计算结果的精确度会产生一定影响，但与单纯的地震资料相比，其精确度已大大提高。     

基于虚拟仪器技术的微摩擦测试系统开发

针对微摩擦学测试设备存在的载荷范围不合适和无法进行动态测量问题,将虚拟仪器技术应用于微摩擦测试,开发出一套球接触滑动往复摩擦测试系统.测试系统以LabVIEW软件为平台,采用图形化编程.通过二维位移平台调节载荷大小,往复平台调节滑动摩擦速度,考察材料在不同工况下的摩擦性能.结果表明,系统量程为0.001～1 N,其动态分辨力小于1 mN.用该系统测得妹材料的摩擦系数曲线符合材料的摩擦特性,证明了系统的可用性,且具有可靠、易用、开放、灵活和低成本等特点.     

一种气固质量流量检测方法的实验研究

介绍了热式多传感器信息融合的气固质量流量检测方法的实验研究情况；给出了实验系统方案和实验测量装置的硬软件设计，实验结果分析说明，该检测方法通过复合传感器可以同时测量气体流速，粉体浓度和各处温度，经过数据处理就可以测得气固质量流量。     

三相流态化结晶过程中颗粒浓度的轴向分布

在一总高６５０ｍｍ,直径６０ｍｍ的三相流化床实验装置上,采用取样法测定了不同操作条件下二元混合物蔗糖晶体颗粒沿轴向的分布;应用轴向返混模型,得到不同条件下表征颗粒浓度分布的混合系数。结果表明,随气速增加,大、小颗粒的分布更加均匀,但随液速及大颗粒比率增加,均匀程度有所减小。     

单帧单曝光图像法对粉雾剂粉末模型分散效果的研究

利用单帧单曝光图像法(SFSEI),从相互垂直的2个方向分别对不同流量的气流分散作用下的粉雾剂粉末模型的分散粒径(及粒径分布)和颗粒速度(及速度分布)进行测量;将结果与激光衍射法、数值模拟法进行比较;分析了SFSEI法在粉雾剂分散效果测量中的适用性。研究结果表明:实验中颗粒统计数量在750以上时,所得平均粒径和平均速度结果无明显差异;对于实验条件和流道结构,竖直方向拍摄比水平方向拍摄得到的结果更接近激光衍射法和数值模拟的结果;同时,颗粒速度的测量会受粒径大小的影响。使用SFSEI方法时应尽可能减少离焦颗粒比例以提高测量精度,在气体流量较低的情况下更易于实现较高的测量准确性。