ВРЕМЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ И ЗАВИСИМОСТЬ ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ КОВШЕЙ С ДВУМЯ ПОРИСТЫМИ ПРОБКАМИ

 

J.Mandal, S.Patil, M.Madan, D.Mazumdar

Metallurgical and Materials Transaction B, Vol.36 B, August, 2005

 

 

Время перемешивания вплоть до степени 95% измерялось в трех разных цилиндрической формы водных моделях ковшей (Ø= 0,60м, 0,45м и 0,30м соответственно) в которых вода перемешивалась воздухом, вводимым через две фурмы, расположенные диаметрально противоположно в основании в положении ± ½ радиуса. Для этого применялась электрически проводящее оборудование. Диапазон исследуемых скоростей газового потока и глубины жидкости (0,7< L/D < 1,2 и 0,002 < Em (Вт/кг) <0,01) был выбран для соответствия практическим условиям ковшевого рафинирования. В начале выполнялась общее экспериментальное испытание для оценки надежности измерительного оборудования. В дополнении было выполнено несколько экспериментов для определения места расположения контактов в сосуде для того, чтобы определенное время перемешивания можно было считать как время перемешивания массы (всего объема).

Наблюдалась, что при небольших скоростях газового потока (или удельной энергии), время перемешивания до степени 95% значительно уменьшается с увеличением скорости газового потока τmix ≈ Q-0,58. Однако, для относительно высоких скоростей потока время перемешивания уменьшается почти пропорционально 1/3 мощности скорости газового потока. Найдена критическая скорость газового потока для представленных сосудов, выше которой время перемешивания при продувке двумя пробками несколько короче чем в эквивалентных соосных системах. Измерения проанализированные регрессией экспериментальных значений (для Еm >0,07 Вт/кг) указывают, на то что время перемешивания в ковшах продуваемых двумя пробками, расположенными диаметрально противоположно в месте  ½ радиуса может быть достаточно описано выражением , где L – это глубина жидкости(м), R – радиус сосуда (м), и Q – скорость потока (при средней высоте и температуре жидкости). Соответствие и соответствующая зависимость отображена со ссылкой на экспериментальные данные полученные при масштабе 0,20, цилиндрической модели 140-тонного промышленного ковша, а также выражения и критерии подобия приведены в указанные в  литературе.

 

1.ВВЕДЕНИЕ

Эффективность многих химических процессов выполняемых в ковшах зависит от перемешивания. Перемешивание увеличивает скорости химических реакций, перенося реагенты в место протекания реакции и удаляет продукты этих реакций. Оно также влияет на продолжительность температурного и химического усреднения внутри ковша.

Явление перемешивания, изучалось на водных моделях ковша в которых перемешивание используемое для доводки содержимого ковша осуществлялось через центрально или ассиметрично расположенную пористую пробку. Для них,  в литературе уже имеется большое количество информации и которая обобщается Mazumdar и Guthrie. Поэтому жидкие модели изучаемые при газовом перемешивании с использованием единичной сосной/ассиметрично расположенной пробкой относительно известны, в отличие от небольшого количества имеющейся в литературе информации по ковшам продуваемых двумя пробками. Следует отметить, что продувка промышленного ковша через две и более пористые пробки обеспечивает мягкое и быстрое перемешивание, а также приводит к лучшему перемешиванию и предотвращает взрывообразную дегазацию под вакуумом. Изучаемое в данной работе является очевидным для практического применения.

Joo и Guthrie были одними из первых исследовавших явление перемешивания в ковше продуваемого двумя пористыми пробками. Их изучение указывало на то, что короткое время перемешивания может быть достигнуто вдуванием газов (Аr/N2) через две пористые пробки, располагаемые диаметрально противоположно в положении ±1/2 радиуса. В разделе 2, это показано на рисунке 1, в котором время перемешивания  газа для одной сосной и двух пористых пробок есть функция расхода. Здесь также видно, что двойные пробки обеспечивают относительно скорейшее перемешивание только при умерено высоких скоростях газового потока. Рисунок так же показывает, что преимущества двух пробок угасают при низких скоростях газового потока. Этому аспекту не было уделено достаточного внимания  Joo и Guthrie.

В последующей работе Zhu и др. выполнили подобные исследования на ковшах продуваемых одной и более пористыми пробками. Их наблюдения представлены в разделе 3 и отображено на рисунке 2 ясно указывающим, что время перемешивания невзирая на величину газовых потоков, меньше в двухпробковой системе чем в эквивалентной сосной системе. Такие наблюдения очень похожи на те же, что сообщались Joo и Guthrie, при некотором несходстве между двумя группами экспериментальных результатов, особенно в отношении малых скоростей потока. Zhu и сотрудники так же предложили эмпирическую зависимость для оценки времени перемешивания в ковшах пористыми пробками (вплоть до максимального количества – 3), согласно которой

 

                                                                                                                            

 

Выражение (1) полагает, что при эквивалентной удельной потенциальной энергии вводимого потока, Em, любое увеличение числа пористых пробок ведет к соответствующему увеличению времени перемешивания. Это является прямопротивоположно экспериментальным результатам представленных рисунками 1и 2. Следует отметить, что выражение (1) получено Zhu и сотрудниками в легкой эмпирической зависимости предлогалось несколько лет назад Naкanishi и др. для их конвертера с донной продувкой, продуваемого множеством фурм.

Краткий обзор представленного очевидно предполагает, что более систематическое изучение явления перемешивания ковша двумя пробками. Очевидным из выше сказанного является то, что зависимость для оценки времени перемешивания для таких систем ещё не существует. Влияние действующих переменных, таких как скорость газового потока (Q), глубина жидкости (L) и радиус сосуда (R) вероятно оказывающих влияние на перемешивание не известно для таких систем. Поэтому, главной целью представленной работы было экспериментальное исследование явления перемешивания в ковшах, продуваемых двумя пробками, в широком диапазоне действующих условий для того чтобы получить эффективную зависимость для оценки времени перемешивания в таких системах. Экспериментальные наблюдения и рассуждения о времени перемешивания полученных в трех других по размеру водных моделях ковшей, при  продувке воды воздухом, вводимым через две пробки, расположенных диаметрально противоположно в положении ½ радиуса, представлены в нижеприведенных разделах III (B) и III(C).

 

2.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

Из уже отмеченного, время перемешивания измерялось в трех разных цилиндрических сосудах (Ø = 0,60м, 0,48м и 0,30м), в которых вода перемешивалась вдуваемым воздухом /N2 через два сопла в дне сосуда расположенных в положении ½ радиуса. Не пытались сделать при исследовании явления перемешивания как функцию расположения фурм так как хорошо известно, что пористые пробки расположенные диаметрально противоположно в положении ½ радиуса обеспечивают лучшие условия перемешивания. При измерении перемешивания,  барботируемая воздухом (азотом) ванна при заданной скорости потока в течение нескольких минут обеспечивала стабильный поток в сосуде, а также устраняло любые неоднородности в ванне. Исследуемые скорости газового потока выбирались для обеспечения мягких условий перемешивания обычно существующих в ковшах при операциях сталеплавильного передела (0,001÷0,015 нм3/т*мин). Как отмечалось, низкие скорости потока обычно используются в промышленности для гомогенизации в ванны, а относительно высокие скорости для увеличения скорости реакций шлак-металл. Целью данного исследования было исследование гомогенизации ванны.

Контакт соединялся с цифровым измерителем электропроводности, используемого для регистрации изменений в месте концентрации ионов индикатора (NaCl или H2SO4) вводимого в точку на свободной поверхности жидкости, и размещённой между двумя струями (т.е. по оси симметрии сосуда). Изменение в месте концентрации ионов измерялось по изменению электропроводности воды и регистрировалось цифровым измерителем электропроводности. Так, данные о проводимости отбирались (замерялись) каждые 2/3 сек и одновременно заносились в компьютер. Наблюдались колебания величины электропроводности, которые происходили при периодических колебаниях количества индикатора проходящего через контакт. Для каждого эксперимента регистрация индикатора выполнялась до тех пор пока его концентрация в ванне не достигалась величины гомогенизирующего смешивания. На рис.3 показана оценка времени перемешивания. Держателем контакт погружался в слабо перемешиваемые области сосуда. Представленный подход обеспечивал степень гомогенизации 95%, при котором масса жидкости хорошо перемешана. Для каждых условий эксперимента выполнялось не менее 5-ти измерений и таким образом измерялось среднее время перемешивания. В последующих измерениях определили, что измерение  чувствительно к скоростям газового потока, а также к размерам сосуда. И для наибольшего сосуда, максимальное отклонение составило около 15%.

 

3.РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

 

А. Соответствие экспериментального оборудования.

Соединенные между собой измеритель и контакт использовались для измерения времени перемешивания на водных моделях ковша при газовом перемешивании. Перемешивание регистрировалось по величине электропроводности. Была так же оценена надежность представленной технологии. Эксперименты выполнялись на одном из сосудов (Ø = 0,60м) с центральным подводом газа и измерялись как функция времени перемешивания от  скорости газового потока (изменяющегося в пределах 1,95÷3,0·10-4 м3/с)   и пропорциональности сосуда (в диапазоне 0,8 ÷ 1,2)

На рисунке 4 сравнивается время перемешивания при разных рабочих режимах с  экспериментально оцененными по эмпирической зависимости (). Приемлемое совпадение между измерениями и предположениями очевидно указывает на надёжность данного подхода.

В. Определение места расположения контролирующей точки.

Время перемешивания всего объема по сравнению с местным временем перемешивания является практически важным параметром. Однако ни одно из двух приведенных изучений не освещает медленно перемешиваемые регионы (области) в двухпробковой системе. Визуальное изучение потока (путём ввода раствора КMnО4 в ванну) позволило выявить медленно перемешиваемые области. Поэтому для выявления медленно перемешивающихся регионов поводилась их визуализация путём введения КMnО4. Визуальные наблюдения показывают, что циркуляция перемещающейся жидкости более медленное в окрестностях днища ковша в точках, отмеченных в таблице («А», «В», «С»).

Для подтверждения этого, идентифицирование самых медленных областей перемешивания в наибольшем сосуде производилось измерение времени в 9-ти различных местах. Во всех экспериментах индикатор вводился немедленно выше линии симметрии. В симметрии 1 представлены итоги этих измерений. Также видно, что перемешивание происходит более лучше в области близкой к свободной поверхности, а по направлению к дну сосуда перемешивание относительно вялое. Более того табл.1 показывает, что наиболее длительное время перемешивания происходит в месте стыка дна и стенки сосуда. Более точное измерение при изучении было в положении  и . Поэтому во всех экспериментах проводимость измерялась в положениях как показано в таблице 1.

С. Изменение времени перемешивания при изменении скорости потока газа.

 Серии экспериментов были выполнены в большом сосуде для определения времени перемешивания, как функция скорости потоков. На рис.5 представлена кривая зависимости времени перемешивания от скорости потока. Откуда отчетливо видно два линейных сегмента, проведённых через экспериментальные точки. Они указывают на то, что первоначально время перемешивания уменьшается более резко (τmix ∞ Q-0,58) при увеличении расхода газа, вплоть до 2 · 10-4 м3/с (или 12 л/мин). После чего уменьшение времени перемешивания происходит в несколько меньшей степени (τmix ∞ Q-0,35)

Подобное поведение между скоростью потока и временем перемешивания отмечалось многими исследованиями для соосных систем. оно предполагает, что смена зависимости существенно зависит от изменения в моделируемом потоке системы. Поэтому, Mazumdar и Guthrie отмечали, что в соосных системах, при небольших воздействиях скоростей потока, существующая вторичная рециркуляция на стыке днища и стенки относительно слабая, это устраняется при достижении сверхкритических скоростей. Испытания, выполненные в большом указали, что подобные явления есть при работе двумя пробками. Поэтому, смена зависимости времени перемешивания от скорости потока при скорости потока выше 12 Л/мин обуславливается изменением гидродинамических условий внутри системы. Так как показатель над Q свыше 12 Л/мин. практически эквивалентен – 1/3, то очевидно предположить, что явление потока свыше этой критической скорости обуславливается силами инерции и гравитации.

 

Д. Развитие зависимости для времени перемешивания при перемешивании ковшей через две пористые пробки.

Поскольку зависимость перемешивания от скорости потока в 2-ух пробковых системах показывает зависимость её от действующих режимах потока, то маловероятно, что единая эмпирическая зависимость может эффективно описывать время перемешивания в широком диапазоне скоростей потока. Так как промышленные ковши массивные, а кинематическая вязкость стали малая, то сила инерции и гравитации очевидно будут относительно более важными (по сравнению с силами вязкости). Поэтому, с точки зрения практической уместности желательно, чтобы зависимость была развита для потока, обусловленного силой инерции (Еm>0,007Вт/кг). В направлении к этому ряд экспериментов выполнены в оставшихся двух сосудах, как функции скорости потока, для идентификации критической скорости потока, Qс. Как уже упоминалось, для каждых экспериментальных условий производилась не менее 5-ти измерений из которых  определялась средние время перемешивания и рассматривалось для последующего анализа.

В потоке обусловленного силами инерции и гравитации, термофизические свойства жидкости (при отсутствии ещё одной фазы) не влияет на явление потока. Поэтому, функциональную зависимость между временем перемешивания  τmix  хронометрируют ключевые параметрами, а именно: скорости газового потока, Q, глубины жидкости, L, и радиуса сосуда, R, можно представить как:      

  

                                                                                                                                  

 

в котором Со, а и b три константы определяемые из экспериментально измеренного времени перемешивания при соответствующих параметрах L, R, и Q. Так, на основе экспериментальных измерений времени перемешивания и соответствующих параметров, три неизвестные группы в выражении (3) оценивались и анализировались с помощью Polymath. На основе величин Со, а и b полученных таким образом выражение (3) можно привести к явной форме

                                                                                                                      

или

  

                                                                                                                                

 

Величина корреляционного коэффициента регрессии для выражения (4) составил около 0,70 и соответствующей погрешность, составила 0,009. Выражение (5) с соответствующими экспериментальными значениями, полученными на трех разных водных моделях, изображено на рисунке 6. На этом же рисунке содержатся верхний / нижний доверительный интервал зависимости. Они указывают на то, что выражения (4) и (5) описывают время перемешивания в диапазоне + 21% ÷ - 31%.

Выполнены исследования данных рисунка 6, детальный их анализ, оценён источник зависимости для различных точек зрения воплощенных экспериментальных данных полученных только из одного сосуда. так, большое число экспериментов осуществлялось в большом сосуде при различных скоростях потока и глубине жидкости. результаты этих наблюдений показаны на рис.7а и в. Это свидетельствует, что время перемешивания при продувке через две пробки оценивается зависимостям τmix ∞ Q-0,35  и τmix ∞ L-0,56.

На основе этого выражения (3) можно представить как

   

                                                                                                                      

или

  

                                                                                                                           

 

Определённые Со, параметры Q-0,35  L-0,56 R1,93  стоящие в правой части выражения (7) нанесенных на рисунке 8 как функции от времени перемешивания  τmix, и прямой линии проведенной через экспериментальные точки. Очевидно, , когда Q-0,35  L-0,56 R1,93  =1 ,  тем самым составил 12,5. С учетом этого выражение (7) выглядит

    

                                                                                                                       

 

Очевидно, что выражение (8) по структуре практически идентично выражению (5) и отображает экспериментальные наблюдения в пределах ± 7%. Вдобавок к этому ограниченное число экспериментов было также выполнено в трёх сосудах с фигурами, расположенными в положении ± 1/3 радиуса. Результирующее выражение (корреляционный коэффициент 0,60 и погрешности 0,01) и его соответствие экспериментальным данным иллюстрируется на рисунке 9. Откуда можно увидеть, что зависимость для пробок размещенных ± 1/3 R также имеет форму аналогичную выражениям (5) и (8). На основе представленного можно сделать заключение о том, что несмотря на умеренный разброс экспериментальных значений с соответствующей им проведенной линией (рис.6), оценка Со , а также а и в, как предлагается выражением (4), является правдоподобным и физически возможным.

В сумме это дает предположить:

1. Если экспериментальные данные о времени перемешивания из сосудов различного размера применялись для получения эмпирического выражения через регрессию, то корреляционный коэффициент  корреляции близок к единице (рис.6).

2. С другой стороны экспериментальные данные, полученные в одном сосуде и подверженные регрессии очевидно приводят к более высокому корреляционному коэффициенту (рис.8).

3. В сущности предсказательные способности выражения, полученного из одного или нескольких сосудов вероятно не будут заметно отличаться, как показано перемешивание модели, полученные при этих двух подходах имеют схожие функциональные формы. В самом деле, рассчитанные значения полагают, что если оценка времени будет произведена выражениями (5) и (8) в диапазоне экспериментальных условий (т.е. соотношение размеров сосуда и определенной скорости потока) воплощаемых 220- киллограмовой водной моделью, то это отличие по отношению к индустриальному ковшу составляет ± 38% или такие же.

Ссылаясь на экспериментальные данные и результаты регрессии, представленные до сих пор, можно отметить, что явление потока при газовом перемешивании является неотъемлемо переходным. Поэтому, условие длительное и краткосрочное блуждание струи, непрерывно отклоняющейся, делают поток переходящим, что влияет на измерения. Ситуацию усугубляет два барботирующих устройства применяемые вместо одного. В равной степени важна траектория вводимого индикатора, которая существенно отличается в ковшах разных размеров. Для примера, в больших сосудах, индикатор вводимый непосредственно по центральной линии проникал на ¼ глубины ванной, а в малом ковше (Ø = 0,30м) вплоть до дна сосуда. Траектория индикатора не была определенно воспроизведена и существенно зависела от блуждающей струи. Это вероятно включает некоторую ошибку в измерениях и неопределенность в конечных выводах. Отклонение линии проведенной через экспериментальные точки можно отнести к присущем характеристикам газового перемешивания и процедуры эксперимента. Полезно отметить, что попытки обобщить экспериментальные данные различных исследований и при разных размерах сосуда единой зависимостью связанной с разбросанными данными, показано на рис.6. В противоположность, регрессия экспериментальных значений полученных в одном сосуде при обычной процедуре менее рассеянные и имеет расхождение ± 20% или менее.

Хотя зависимости времени перемешивания подобны выражению (5) для соосной системы, однако для двухпробковой системы несколько иная и не сообщалась ранее. Поэтому, некоторое сравнение лучше всего сделать между отмеченной зависимостью для соосной системы и одной из представленной. Интересно отметить некоторую схожесть между представленной зависимостью и одной из полученных Mazumdar и Guthrie для соосной системы. Очевидно и то, что величины коэффициентов (24,5 с 15) и степеней скорости газового потока (-0,33 с -0,38) в предыдущем и представленном выражении очень похожи. Показатель степени в выражении над Q равный – 1/3, что подтверждает действие сил гравитации на режим потока. Противоположно этому показатель степени на L в выражении (5) значительно меньше. Ясно видно, что преимущество высоких ковшей продуваемых двумя пробками будет несколько ограничено, в сравнении с эквивалентными соосными системами, так как это обуславливается небольшим коэффициентом степени над величиной глубины жидкости L в выражении (5). Это предполагает, что взаимодействие струя – струя, струя – стенка становится более интенсивным с увеличением глубины жидкости (отмечено что средний диаметр струи увеличивается с увеличением глубины жидкости).

 

Е. Сравнение представленной работы с соосной системой газового перемешивания ковша.

Серии экспериментов были выполнены также при условиях идентичных на рисунке 5, вдуванием газа через центральную фурму. На рисунке 10, показано сравнение времени перемешивания массы для соосной и двухпробковой систем в широком диапазоне скоростей потока. Из рисунка видно, что время перемешивания в соосных системах несколько короче при малых газовых скоростях, чем у двухпробковых. Однако, при увеличении скорости потока, время перемешивания в двухпробковых  системах становится короче. Из рисунка 10 можно уяснить, что скорость потока газа сверх которой продувка через две пробки обеспечивает лучшее перемешивание ванны является почти эквивалентной критическому потоку показанным на рисунке 5 (12 м/мин). Как следствие, это позволяет предположить, что благоприятный эффект при перемешивании продувной через две пробки ограничивается силами гравитации и инерции, обуславливаемых режим потока (Еm > 0,007 Вт/кг).

Вдобавок к этим наблюдениям были выполнены испытания с красителем, который рассеивался при различных скоростях потока газа, для двух фурм. Наблюдалось, что в системе перемешиваемой двумя пробками при слабом действии газового потока, существенная доля вводимого индикатора (вводился по линии симметрии) лучше перемешивалась преимущественно между двумя восходящими струями. Кроме того, перенос индикатора к контакту получался затруднительным, из-за относительно малой угловой скорости преобладающей в системе с такими потоками. В противоположность этому, при эквивалентном газовом потоке, индикатор вводимый на «глаз» струи в соосном газовом перемешивании переносился к контакту относительно легко из – за строго радиальной поверхности потока, в следствие нисходящего перемешивания жидкости прилегающей к вертикальным стенкам. В следствие этого, регистрация времени перемешивания массы в соосной системе при низких скоростях газового потока ожидалось значительно меньше. Однако, при увеличении скорости газового потока, сильный поток в трехмерном направлении (который отсутствует в соосных системах) воспроизводимый в двухпробковых системах, способен переносить индикатор к контакту из любой области внутри сосуда. Такое явление является ватным при наблюдении короткого времени перемешивания двумя пробками при относительно высоких скоростях потока газа.

Зависимость предложенная в данной работе, а также представленные экспериментальные данные, вместе с многими предыдущими изучениями приведенными в литературе ясно указывают на то, что параметры ковша (L и R) вместе с действием скоростей потоков оказывают значительное влияние на перемешивание. Однако, такое ясное влияние параметров ковшей на перемешивание не объясняется в эмпирическом выражении Zhu. Так же, в то время как, представленная зависимость указывает благоприятное воздействие при перемешивании двумя пробками, зависимость Zhu указывает на противоположное. Зависимость Zhu указывает на то, что увеличение числа пробок при том же расходе газа не является благоприятным для усиленного перемешивания. 

F. Оценка представленной зависимости и её применение к суживающимся, цилиндрическим сосудам.

Вдобавок к аргументам и анализам, представленным до сих пор в применимости полученной в этой работе зависимости, важно предусмотреть внутреннее состояние и соответствие (выражение (5)) с чисто теоретической точки зрения. Поэтому, применяя выражение (5) между моделью и полномасштабной системой, для оценки времени перемешивания при достижении степени усреднения 95%. может быть выражено как:

 

                                                                                                              

Объединяя  вместе с масштабным выражением  в выражении 9, можно показать, что соотношение между временем перемешивания в моделируемом ковше и полномасштабной системе может быть связано фактором геометрического подобия, λ, согласно которому

 

                                                                                                                                  

 

Это выражение было получено из признака геометрического подобия, а также динамического подобия.

Время перемешивания в 140 – т промышленном ковше продуваемого двумя пробками также исследовалось экспериментально на соответствующей водной модели ковша с коэффициентом подобия 0,2. Действующие параметры модели такие же как и подобного промышленного приведены в таблице 2. Действие скоростей потока газа в модели ковша оценивалось с масштабным уравнением Qm = λ2,5 · Qf  s. Параллельно с экспериментальными измерениями, была получена эквивалентная оценка в четкой форме в виде выражения (5) включающего радиус середины сосуда, Rеff. Результаты такого наблюдения показаны в таблице 3. Такое близкое согласование между экспериментальными измерениями и предположениями являются очевидными. Это полагает, что выражение (5) является в равной степени эффективным для сужающихся и цилиндрических ковшей. Ссылаясь на результаты эксперимента представленных в таблице 3, важно отметить, что минимальное время перемешивания соответствующее Q = 2,8 · 10-4 м3/с и L  = 0,7м является результатом экспериментальной ошибки, так как время перемешивания уменьшается с увеличением скорости газового потока.

Относительно большее размеры ковша и действие высоких температур, делает прямое экспериментальное наблюдение трудным, если даже невозможным. Поэтому натуральных экспериментальных наблюдений охватывающих высокотемпературные значения, редки. Ограниченные показания приведенные в литературе предполагают, что результаты полученные из соответствующих изучений на холодных моделях обеспечивают полезной информацией сталеплавильные операции. Достаточно отметить, что водное моделирование в сочетании с гидродинамическими вычислениями (СFI) практически применяемыми в промышленности исследуют, оптимизируют и проектируют сталеплавильные процессы. Следует подчеркнуть, что зависимость, полученная при таком изучении являются идеализированной и получена для безшлаковой ситуации. Это серьёзно ухудшает применимость таких зависимости для промышленных ковшей, так как в промышленности наличие шлака является более типичной ситуацией и его наличие значительно влияет на перемешивание. Влияние шлаковой фазы на перемешивание должно учитываться при объяснении таких зависимостей.

 

ВЫВОДЫ.

Осуществлены экспериментальные исследования явления перемешивания в продуваемых ковшах с двумя пробками. Результаты изучения можно свести в ниже приведенные выводы:

1.Время перемешивания зависит от скорости газового потока и размеров сосуда. Для данной геометрии сосуда, время перемешивания при низких скоростях потока описывается  τmix ∞ Q-0,58. однако при сверх критических скоростях потока выражение имеет вид τmix ∞ Q-0,35  .

2.Установлена сверхкритическая скорость для моделируемого потока.

3. В инерционно и гравитационно-силовом  преобладающем режиме потока, время перемешивания в ковшах продуваемых двумя пористыми пробками (расположенных диаметрально противоположно на расстоянии 1/2 радиуса) может быть описано условиями трёх ключевых параметров L,R,Q (соответствующих средней высоте и температуре жидкости).

4.Время перемешивания в соосных системах при относительно высоких потоках газа несколько длиннее, чем в тех же двух пробковых системах. Однако,  это противоположно для не больших скоростей потока.

5. Было показано, что  можно описать время перемешивания в конических и цилиндрических ковшах с одинаковой эффективностью.

6. Предложенная зависимость является теоретически прочной и предполагает, что для физического и математического моделирования систем, перемешиваемых двумя пробками  может быть применено к масштабированию верхней / нижней скорости потока газа.