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顶吹吹炼过程分散相在连续相中分布的研究

李猛  
【摘要】:对于大多数冶金反应系统,分散相与熔体连续相间的总反应速率与化学动力学过程无关,而决定于一些物理过程。为了加速物质的交换,经常使系统弥散化。为确定此这种体系的反应速度,必须确定分散相与连续相的反应界面积。但反应界面积的准确计算是困难得。 本文依据相似定理,利用二维水模型对顶吹吹炼中的渣金混合及乳化过程进行了物理模拟。利用数码相机进行摄影,由编制的计算机程序对图像进行处理与计算,应用概率统计理论对分散相的粒度分布进行了分析研究,同时对坐标分布进行了研究。 在顶吹吹炼过程中,由于湍流的产生,部分渣金分散相是以小液滴的形式分布于连续相中,液滴越小,比表面积越大,即反应界面积越大。 本课题研究中首先利用概率统计理论中概率密度函数来描述顶吹吹炼过程中钢滴分散相在连续相中的分布变化。在顶吹条件下,钢滴在炉渣中的粒度分布存在指数函数关系,利用这一关系可以描述分散相的粒度分布,并利用指数函数的特征值分析边界条件对粒度分布的影响。 其次,分散相无量纲坐标分布则可用于描述其在连续相中分布的均匀程度。并给出各操作条件对坐标分布影响的经验关系式。 研究结果表明了概率统计理论为顶吹吹炼过程渣金混合的量化计算提供一种有效的方法。


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