Информационная система "Конференции"

Тезисы докладов

В данной работе предпринята попытка в рамках математического моделирования пока-зать принципиальную возможность применения струи низкотемпературной плазмы для нанесения дополнительного огнеупорного покрытия на стенки сталеплавильных конвертеров. Этот процесс, называемый струйным (факельным) торкретированием традиционно основан на использовании струи кислорода, в которую вводится сгорающий в ней мелко-дисперсный кокс и огнеупорный материал (магнезит). Тепло, выделяющееся при сгорании кокса, нагревает частицы магнезита, которые при этом частично переходят в вязко-пластичное состояние, а несущий газ осуществляет их транспортировку к поверхности стенки конвертера, где они при определенных условиях могут закрепляться, образуя защитный огнеупорный слой. Однако качество получаемого покрытия из-за наличия несгоревших частиц кокса оказывается невысоким и одним из возможных путей его улучшения является применение струи низкотемпературной плазмы, которая осуществляет как нагрев, так и транспортировку частиц магнезита без использования кокса.

С целью моделирования процесса плазменного торкретирования рассматривается задача о движении час-тиц магнезита в спутном потоке низкотемпературной воздушной плазмы в цилиндрической трубе. Учитывалось протекание неравновесных обратимых химических реакций дис-социации и рекомбинации в газовой фазе, а также силовое и тепловое взаимодействия между фазами. Движение частиц рассматривалось в рамках стохастического лагранжево-эйлерова подхода, поскольку частицы попадают в область смешения струи плазмы со спутным потоком, где течение близко к стратифицированному. Кроме сил аэродинамического сопротивления, учитывалась сила Саффмена, а также вращение частиц, которые предполагались сферическими. Рассматривался как конвективный, так и радиационный теплообмен между газом и частицами, причем последний на данном этапе исследований определялся наиболее простым способом - через среднюю радиационную температуру среды, учитывающую и тепловое излучение от струи плазмы.

Результаты расчетов показали существенное влияние радиационного теплообмена на степень проплавленности частиц магнезита. Это позволяет за счет его интенсификации регулировать переход частиц в вязко-пластичное состояние и тем самым воздействовать на качество торкретирующего покрытия. С этой целью, например, можно вводить в плаз-мообразующий газ пары воды, молекулы которой, а также продукты ее диссоциации уве-личивают излучательную способность струи.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск