Сибирский государственный индустриальный университет (654007, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42) Аннотация. Рассматривается задача создания имитационной модели гравитационного сепаратора в колонном струйно-эмульсионном реакто-ре (СЭР). Основное внимание уделено рассмотрению сил, действующих на частицу. Показан алгоритм генерации крупности частиц по нормальному закону распределения в заданном диапазоне. Учтено влияние скорости потока газа по высоте реактора при турбулентном движении и случайные скорости, действующие на частицу по высоте реактора. Рассмотрены упругие и неупругие соударения, при которых учитывается изменение скоростей и масс двух частиц, а также схемы взаимодействия частиц железной руды, шлака, металла, углерода, газов CO и CO 2 . Приведен расчет плотностей газа и смеси по высоте реактора; определены массовые приходы и расходы частиц железной руды, шлака и металла.Ключевые слова: имитационная модель, гравитационный сепаратор, струйно-эмульсионный реактор, взаимодействие частиц.
DOI: 10.17073/0368-0797-2016-4-278-283Ранее были рассмотрены проблемы управления хи-мическим составом металла в струйно-эмульсионном процессе и агрегате СЭР [1,2]. Показано, что это дос-тигается путем режимной организации динамических диссипативных структур [2], играющих роль свое-образных «камер», которые планировалось создавать в конструкциях агрегатов, когда интенсивно велись пер-вые работы по созданию непрерывных сталеплавиль-ных процессов [3,6].Благодаря созданию ряда диссипативных структур, которые могут существовать только при определенных, достаточно интенсивных потоках вещества и энер-гии [1], создается возможность раздельного управления восстановительными и окислительными процессами. Рассмотрим эти диссипативные структуры [2] со ссыл-кой на модель (рис. 1), представленную следующими зонами:-зона 1 -ядро уплотнения на встречных струях газа; -зона 2 - реактор-осциллятор, включающий упо-мянутую структуру 1, а также соединительный канал 3 (зона 3), играющий роль газодинамичес-кого затвора при критическом истечении двух-фазной среды; осциллятор является, по существу, побудителем расхода подготовленной в нем рабо-чей смеси; -зона 4 - динамическая провальная решетка, отде-ляющая и поддерживающая зоны 6 и 7 (где про-текают в основном восстановительные реакции) от зон 5 и 8 (где могут протекать, в том числе и окислительные реакции). В настоящей работе основное внимание уделе-но моделированию процессов в зонах 6 и 7, которые представляются в виде диссипативного гравитаци-онного сепаратора. Ранее была предпринята попытка решить эту задачу на основе двухскоростной модели Р.И. Нигматулина [7]. Для системы вода - воздух эту модель удалось достаточно хорошо идентифициро-вать, попытка же решения этой задачи для реальной шлако-эмульсионной системы пока не увенчалась успехом.Ниже рассматривается постановка задачи, анало-гичная подходу с использованием «первых принци-пов», аналогичных тем, которые были использованы при создании кинетической теории газов (молекуляр-ной кинетики). В данном случае в качестве пе...
