Описание установки

Целью работы является экспериментальное определение предельного количества дутья для металлургических аппаратов струйно-окислительного типа при разных вариантах подачи дутья. Исследование проводится методом физического моделирования. Схема установки приведена на рисунке 4.

На стенде размещены прозрачные модели пяти аппаратов, в которых воспроизводиться пять возможных вариантов подачи дутья. Модели выполнены в масштабе 1:30 натуральной величины. Часть этих моделей (1,4,5) воспроизводят образец в полном объеме, остальные воспроизводят представительную секцию образца. Геометрический объем каждой модели примерно 0,001 м³.

Дутье подается от воздуходувки в распределительную коробку (4), давление в которой измеряется манометром (3). Из распределительной коробки дутье в каждую из моделей подается через индивидуальный вентиль. Расход дутья измеряется диафрагменным устройством (1) в комплекте с U-образным водяным дифманометром (2).

Порядок выполнения работы

После усвоения материалов, содержащихся в инструкции и изучения устройства аэродинамического стенда, модели заполняют водой на ½ емкости каждая.

В распределительной коробке перекрывают все вентили, за исключением одного, который подает дутье в исследуемую модель. Последний должен быть открыт полностью.

Включают воздуходувку и постепенно увеличивают подача дутья в соответствующую модель при постоянном наблюдении за состоянием жидкости. Фиксируют наступление «критического» состояния, которым считается момент, когда заметные массированные всплески жидкости поднимаются над верхним обрезом модели. Снимают и записывают показатели манометра (4) и дифманометра (2), соответствующие этому моменту. Поочередным открыванием вентилей дутье последовательно подают во все модели, и для каждой повторяют те же наблюдения и измерения. Компрессор отключают, модели и стенд приводят в порядок.

Обработка результатов экспериментов. Предельное количество дутья для каждой из моделей определяем для момента «критического» состояния по формуле: _пред = К_д , нм³/мин

где ∆h – перепад давления, мм в.ст.

Полученную величину относим к объему модели и получаем величину удельной предельной дутьевой нагрузки.

= _пред / V_мод , нм³/минм³

где V_мод = 0,001 м³ – объем модели.

Эта величина удельной предельной нагрузки соответствует условиям моделирования. Для пересчета ее применительно к реальному аппарату (образцу) делаем допущения, что вязкость реального расплава близка к вязкости воды и учитываем, что главное возмущающее действие на расплав производит не холодная струя, а поток газа, имеющего высокую температуру. Примем эту температуру в среднем 1250С. Коэффициент пересчета объема холодного (20С) воздуха на горячие газы равен отношению абсолютных температур:

К = (273 + 20)/(273 +1250) = 0,19

В соответствии с этим, для реального объекта значение предельного количества дутья составит: = К , нм³/минм³

Результаты измерений и расчетов сводим в таблицу.

Способ подачи дутья	Измерения		, нм³/мин	, нм³/минм³	, нм³/минм³
	Р, кг/см²	∆h, мм в.ст.
I
II
III
IV
V

По заданию преподавателя выполняются расчеты производительности аппаратов струйно-окислительного типа, или расчеты аппаратов на заданную производительность, ориентированные на предельное количество дутья. Формулируются выводы, и дается оценка полученных результатов.