并排双气泡在液体中迁移过程的物理模拟和数值模拟

来源 :武汉科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:wdqbupt
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电弧炉冶炼过程中会产生大量的粉尘,其简单堆放会造成严重的环境污染。虽然对粉尘进行综合处理可以减少粉尘堆放所造成的环境危害,但从源头上减少粉尘的产生不仅能够减少处理粉尘的成本,还能减少对环境的污染。电弧炉内脱碳反应过程产生大量CO气体,气泡在熔池表面破裂使熔体进入到烟气中是粉尘产生的主要方式。本文通过物理模拟和数值模拟相结合的方法模拟研究两个CO气泡在液液中的上浮及破裂过程,从而找出多个气泡上升破裂产生粉尘的规律,为减少粉尘的产生提供理论依据。  采用数值模拟研究不同初始直径的气泡上升迁移过程,研究发现单个气泡的直径越大,气泡在上升过程变形越严重;液体的粘度系数越大,单个气泡上升速度越慢,气泡的形状越稳定;并排双气泡同时上升时,气泡存在临界聚并距离,超过这个距离时,气泡很难融合,随着气泡的初始直径的增大,临界聚并距离增大。  采用HX-7高速摄像机拍摄并排双气泡在模拟钢液中的产生、上升和破裂过程及其在钢渣界面的上浮过程,并利用后处理软件Hot-Link及Photoshop对气泡运动过程进行分析。研究发现,吹气孔径越大,气泡在吹气孔成长的时间越长,产生的气泡越大;气泡在上升过程中形状由球形快速变为椭球形,气泡的当量直径越大,气泡形状越扁;吹气孔径为3mm时竖直方向的上升速度最大,吹气孔径为4mm时水平方向的速度最大;气泡在吹气量较小时,飞溅的液滴范围小且容易产生喷溅小液滴,吹气量增大时液面波动大,飞溅液滴范围大且主要为液膜破裂产生的小液珠。  此外,本文还对并排双气泡在不同吹气量、初始间距和收集板高度等工艺参数条件下上升破裂时液滴产生量的变化情况进行了物理模拟。结果表明,随着吹气量增加,被滤纸吸收的液滴量增加,到达一定气量后,液面波动剧烈,被滤纸吸收的液滴量减少;两气泡之间的水平距离越小,气泡越容易发生融合,被滤纸吸收的液滴也越多,但是气泡直径太大时,融合的气泡会再次破裂,导致被滤纸吸收的液滴减小;吹气量的增加,滤纸上液滴的分布范围变大且分散;在滤纸距离液面高度为10mm时,4mm吹气孔径产生的飞溅液滴被吸收的最多,在滤纸距离液面高度为15mm以后,3mm吹气孔径产生的飞溅液滴被滤纸吸收的最多;渣的粘度指数越大,气泡破裂产生的飞溅距离较小,被滤纸吸收的量就越少。
其他文献
纳米生物材料进行生物相容性评价是纳米生物材料能否进入临床研究的关键环节。本论文研究内容是对纳米Au、Au-Au2S和明胶—硅氧烷的体内生物安全性和生物分布进行了评价,研究
数学是学生在小学阶段学习的一门重要学科,但由于数学知识具有系统性、严密性、抽象性的特点,对于心智并不成熟、贪玩好动、自控能力较低的小学生而言,数学学习是存在一定困
数学在初中课堂中占据了很大的一个比重,而初中数学的应用题又占了数学成绩中的很大比重.因此,广大初中数学教师应当加大对应用题的教学,以此提升学生的数学成绩.目前,初中的
本文通过对荣华二采区10
期刊
在小学语文教学过程中,阅读能力培养占据着十分重要的位置,在当前的语文教学中发挥着提升学生语言综合能力的重要作用.本文根据目前小学生语文阅读的现状,从充分激发小学生语
在小学语文教学中培养学生的创造性思维是一大重要任务,它鼓励学生多思考、多创造、在教师所提出的教学方案中自由发挥,尽情展示学生综合能力与素质,达成新课改背景下的小学
课堂教学活动的有效性和有效性一直是教师的终极目标.实现这一目标不仅能使学生积极参与各种英语教学活动,而且能极大地促进学生语言运用能力的提高.因此,英语教师应在掌握教