Исследование процесса плавления частиц шихты в печи с погружным горением

Abstract

Разработана математическая модель плавления частицы шихты в высокотемпературной печи с погружным горением смеси природного газа и воздуха. Для определения темпа образования на поверхности исходной частицы дополнительного слоя, гарнисажа, и скорости плавления резуль­тирующей частицы, сформировавшейся в результате данного процесса, используется подход, гарантирующий соблюдение в каждый момент времени баланса между количеством тепла, поступившего в частицу в результате контакта с расплавом, и количеством тепла, аккумули­рованного частицей текущего радиуса. Разработано программное обеспечение для расчета процесса плавления частиц шихты разного размера, различающихся своими теплофизическими параметрами и условиями теплообмена с расплавом. Приведен анализ результатов численных экспериментов.

Розроблено математичну модель плавлення частинки шихти у високотемпературній печі з зануреним горінням суміші природного газу та повітря. Для визначення темпу наростання на поверхні введеної у розплав частинки додаткового шару, гарнісажу, та швидкості плавлення результуючої частинки, що сформувалася у результаті даного процесу, використовується підхід, який гарантує дотримання у кожен момент часу балансу між кількістю тепла, що надійшло у частинку в результаті контакту з розплавом, та кількістю тепла, акумульованого частинкою поточного радіусу. Розроблено програмне забезпечення для розрахунку процесу плавлення частинок шихти різного розміру, що відрізняються своїми теплофізичними параметрами та умовами теплообміну з розплавом. Наведено аналіз результатів чисельних експериментів.

The mathematical model of the furnace charge particles melting in a high-temperature melter with submersible burning of mix natural gas and air is developed. For finding rate of additional layer formation on a surface of initial particle — wall accretion and melting rate of the resultant particle formed owing to this process is used the approach guaranteeing maintenance in each time point balance between the amount of heat which came into a particle as a result of contact with a melt, and the amount of heat accumulated by a particle of the current radius. The software is elaborated for the calculation of the furnace charge melting process for particles of different sizes and diverging in their thermophysical properties and the heat exchange conditions with the melt. Analysis of the numerical experiment results is presented.