Исследование и разработка разбрызгивающих устройств и систем охлаждения для МНЛЗ

• Автор: Шарапов, Алексей Иванович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 205 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ

МНЛЗ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ РАЗБРЫЗГИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ.

2.1. Конструкция экспериментального стенда.

2.2. Методика обработки экспериментальных данных.

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ

И ЗАТВЕРДЕВАНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО СЛИТКА.

3.1. Методы математического моделирования

непрерывнолитого слитка

3.2. Математическая модель охлаждения и затвердевания
непрерывного слитка
3.2.1. Формулировка задачи затвердевания непрерывного слитка.
3.2.2. Граничные и начальные условия формирования слитка.
3.2.3. Реализация математической модели
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАЗБРЫЗГИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ.
4.1. Влияние конструктивных параметров на характеристики разбрызгивания форсунок серии К.
4.1.1. Конструктивные особенности исследуемых форсунок.
4.1.2. Методика исследования гидравлических характеристик разбрызгивающих устройств.
4.1.3. Исследование влияния высоты сопловой части
на характеристики разбрызгивания форсунок серии К.
4.1.4. Влияние параметров конусоидального вреза
на характеристики разбрызгивания форсунок серии К.
4.1.5. Влияние глубины выреза сегмента паза на характеристики разбрызгивания форсунок серии К.
4.1.6. Влияние глубины выреза сегмента паза и угла атаки
на характеристики разбрызгивания форсунок серии К
4.2. Влияние технологических параметров на характеристики
разбрызгивания форсунок серии К.
4.2.1. Влияние давления воды перед форсункой на характеристики разбрызгивания форсунок серии К
4.2.2. Влияние расстояния от форсунки до преграды
на характеристики разбрызгивания форсунок серии К
4.3. Выводы.
5. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ
5.1. Основные требования, предъявляемые к режимам
и конструкции систем охлаждения МНЛЗ
5.2. Оптимизация режимов охлаждения непрерывнолитых слитков.
5.3. Определение основных параметров системы охлаждения.
5.4. Особенности процедуры выбора разбрызгивающих устройств
для системы охлаждения
5.5. Выводы.
6. РАЗРАБОТКА СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ МНЛЗ ОАО НЛМК.
6.1. Выбор и модернизация разбрызгивающих устройств
для систем охлаждения.
6.2. Адаптация режимов охлаждения к системе КИП и А.
6.3. Разработка систем охлаждения для МНЛЗ ККЦ2 и ККЦ1
6.4. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Несмотря на большое разнообразие конструктивных форм, форсунки можно классифицировать по принципу их действия (рис. Рис. При первом механическом способе распиливания жидкость вытекает в неподвижную газовую среду, а при втором, газовом (в случае, когда применяют воздух - пневматическом), вытекает с малой скоростью в движущийся поток газа. Таким образом, в первом случае используется кинетическая энергия жидкости, а во втором - газа. Можно представить себе также комбинацию обоих способов распиливания. При третьем электрическом способе распиливания жидкости струя помещается в электрическое поле. Под действием этого поля на поверхности возникает характерное для струи распределение давления, которое деформирует ее, вызывает потерю устойчивости, распад и образование капель. Простейшая струйная форсунка механического распыливания представляет собой цилиндрическое сопло, из которого вытекает струя жидкости, распадающаяся на капли и образующая факел с малым углом при вершине. Одним из вариантов струйной форсунки является форсунка с соударяющимися струями. Из точки столкновения двух струй жидкость растекается радиально, образуя пленку, распадающуюся на капли []. В форсунке ударного типа вытекающая из сопла струя жидкости соударяется с жесткой стенкой; образующаяся при этом жидкая пленка стекает со стенки, и происходит распад []. В центробежных форсунках жидкость, получившая интенсивное вращение в камере закручивания, вытекает из сопла в виде тонкой пленки, образующей полый конус. Пленка под влиянием окружающей газовой среды и других возмущений распадается на капли (полый факел распыленной жидкости) []. В форсунках с газовым или пневматическим распыливанием струя или пленка жидкости подводится в спутный газовый (воздушный) поток. На поверхности раздела газа и жидкости возникают неустойчивые волны, и струя (пленка) распадается на капли. Струя (или пленка) жидкости может подводиться под углом к газовому потоку, при этом она деформируется потоком и распадается на капли []. В форсунках с вращающимся распылителем тонкая жидкая пленка, образующаяся при вращении диска или барабана, теряет устойчивость, и происходит распад []. В акустических форсунках с подводом энергии через жидкость пленка дробится под действием вертикальных колебаний пластинки, происходящих с ультразвуковой частотой. На поверхности слоя жидкости, подаваемой на колеблющуюся пластинку ультразвукового излучателя, возникают стоячие волны, и с гребней этих волн срываются капли, образующие факел. В акустических форсунках с подводом энергии через газ струя (или пленка), вытекающая из отверстия или щели, подвергается воздействию акустических колебаний газа, создаваемых генератором []. Для того чтобы количественно охарактеризовать процесс распада струй (пленок) и образование капель жидкости, целесообразно ввести ряд параметров. К числу характерных параметров [, ] следует отнести толщину 5 'жидкой пленки, которая образуется в результате протекания жидкости через распиливающее устройство(форсунку), и длину Ьс нераспавшейся части пленки, т. С толщиной пленки 5 непосредственно связан коэффициент расхода форсунки р, который определяется по объемному расходу жидкости (2, перепаду давлений на форсунки Дг? К числу характерных параметров относится и корневой угол а струи распыленной жидкости, т. Двухфазную струю будем в дальнейшем условно называть факелом распыленной жидкости. В факеле распыленной жидкости содержатся капли различного размера, поэтому параметр, характеризующий степень распыливания (дисперсность), является важнейшим определяющим параметром процесса распыливания. Средний размер капель с/ не полностью характеризует мелкость распыливания, но может быть использован для приближенной оценки дисперсности. Наряду с указанными выше параметрами процесс распыливания определяют величина относительной скорости жидкости V и физические характеристики: коэффициент поверхностного натяжения жидкости а; коэффициент абсолютной ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ Рь плотность жидкости р|; коэффициент абсолютной вязкости газообразной среды рг и плотность газообразной среды р2[].