冶金過程水模型

1、冶冶 金金 過過 程程 水水 模模 型型指導老師：韓麗輝中間包水模型中間包水模型一、實驗目的v 用用KCL 做示蹤劑，采用做示蹤劑，采用“刺激刺激響應響應”的方法的方法測得不同控流裝置條件下水的測得不同控流裝置條件下水的RTD（Residence Time Distribution, 停留時間分停留時間分布）曲線，計算平均停留時間、死區(qū)體積等，布）曲線，計算平均停留時間、死區(qū)體積等，從而確定中包內(nèi)控流裝置的最佳配合。從而達從而確定中包內(nèi)控流裝置的最佳配合。從而達到在實際生產(chǎn)中促進夾雜物上浮，均勻鋼液溫到在實際生產(chǎn)中促進夾雜物上浮，均勻鋼液溫度的目的。度的目的。 v 用水模擬鋼液，用高錳酸鉀溶液

2、作示蹤劑，直用水模擬鋼液，用高錳酸鉀溶液作示蹤劑，直觀地表現(xiàn)出鋼液在中間包內(nèi)的流動情況；觀地表現(xiàn)出鋼液在中間包內(nèi)的流動情況；二、實驗原理二、實驗原理v相似原理相似原理粘性力相似粘性力相似雷諾數(shù)相等雷諾數(shù)相等 ： ReuL/重力相似重力相似弗魯?shù)聰?shù)相等：弗魯?shù)聰?shù)相等： Fru2/ gLv縮小模型原理依據(jù)縮小模型原理依據(jù)1:1模型的采用，雖然保證了模型與原型的模型的采用，雖然保證了模型與原型的Fr數(shù)及數(shù)及Re數(shù)相等，但是數(shù)相等，但是模型尺寸的過大，也使成本提高以及造成實驗困難；模型尺寸的過大，也使成本提高以及造成實驗困難； 中間包內(nèi)的流動主要由重力引起的，所以取中間包內(nèi)的流動主要由重力引起的，所以

3、取Fr準數(shù)作定性準則；準數(shù)作定性準則；流體力學原理，當流動的流體力學原理，當流動的Re準數(shù)大于第二臨界值時，流體的紊亂及準數(shù)大于第二臨界值時，流體的紊亂及流速分布不再變化且彼此相似，與流速分布不再變化且彼此相似，與Re準數(shù)不再有關(guān)；準數(shù)不再有關(guān)； 所以只要模型尺寸按比例縮小，其流動時所以只要模型尺寸按比例縮小，其流動時Re數(shù)與原型處于同一自模數(shù)與原型處于同一自?；瘏^(qū)，就能保證模型與原型相似化區(qū)，就能保證模型與原型相似 。 本實驗：模型與原型比例因子本實驗：模型與原型比例因子=1/2.5三、實驗裝置三、實驗裝置規(guī)格規(guī)格/mm 實際拉速實際拉速m/min 模型流量模型流量m3/h 10201020

4、* *1601601.51.51.4861.486液位：液位：廠生產(chǎn)液位為廠生產(chǎn)液位為1m；實驗液位實驗液位400mm。中間包模型中水體積為：中間包模型中水體積為：0.267m3中間包模型流量：中間包模型流量：1.5m3/h實驗采集時間：實驗采集時間：20min=1200s3/mh3/mh唐山港陸鋼鐵有限公司單流板坯唐山港陸鋼鐵有限公司單流板坯30t30t連鑄中間包連鑄中間包 四、實驗內(nèi)容四、實驗內(nèi)容 本實驗只考慮擋墻位置擋墻高度、擋壩高度等因素本實驗只考慮擋墻位置擋墻高度、擋壩高度等因素對流動狀態(tài)的影響，分析兩種情況下哪種控流裝置更有對流動狀態(tài)的影響，分析兩種情況下哪種控流裝置更有利于鋼中夾

5、雜物上浮。利于鋼中夾雜物上浮。實驗編號墻距離（mm）墻高（mm）壩高（mm） 相對距離（mm）方案A30012080180方案B30040160180五、實驗步驟五、實驗步驟v 測量儀器準備測量儀器準備 ： 1 1）校準電導率儀）校準電導率儀 2 2）進入）進入dj800dj800測量系統(tǒng)測量系統(tǒng)v 實驗設備準備實驗設備準備 ： 1 1） 注水使實驗液位達到注水使實驗液位達到400mm400mm； 2 2）調(diào)節(jié)出口流量）調(diào)節(jié)出口流量1.5m3/h 1.5m3/h ，調(diào)節(jié)入口流量，保持液位高度，調(diào)節(jié)入口流量，保持液位高度；v 數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集 1 1）準備）準備kclkcl飽和溶液飽和溶液150

6、ml150ml； 2 2）加入）加入kclkcl同時采集數(shù)據(jù)；同時采集數(shù)據(jù)； 3 3）記錄滯止時間和峰值時間，保存數(shù)據(jù)文件。）記錄滯止時間和峰值時間，保存數(shù)據(jù)文件。v 流場顯示流場顯示v 更換擋墻和壩重復上述更換擋墻和壩重復上述4步驟步驟v 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 計算平均停留時間以及死區(qū)、全混區(qū)、活塞區(qū)比例計算平均停留時間以及死區(qū)、全混區(qū)、活塞區(qū)比例,根據(jù)以上指標及根據(jù)以上指標及RTD曲曲線比較哪種控流裝置更有利于鋼中夾雜物上浮。線比較哪種控流裝置更有利于鋼中夾雜物上浮。六、實驗報告要求六、實驗報告要求獨立撰寫實驗報告，其內(nèi)容包括：獨立撰寫實驗報告，其內(nèi)容包括：v 實驗目的；實驗目的；v 實驗原理；實驗原理；v 實驗裝置；實驗裝置；v 實驗方案；實驗方案；v 實驗步驟；實驗步驟；v 數(shù)據(jù)處理并分析：數(shù)據(jù)處理并分析：