Турбулентность и профиль распределения скоростей закрученных струй, их влияние на ванну печи

Наблюдения за работой печи «Аусмелт» при переработке различных сульфидных материалов в условиях выполнения производственной программы, а также теоретические обоснования на основании разработанных математических моделей позволили оценить влияние эффективной крутки на турбулизацию и пульсацию дутьевой струи фурмы TSL. Оценка пульсаций дутья, вызванных конструктивными особенностями фурмы, физикохимическими свойствами расплава, температурой процесса и возникновением вибрационного горения от сжигания природного газа, дала возможность, при прочих равных условиях, прогнозировать и контролировать глубину погружения фурмы в расплав, оценивать эффективную крутку и её изменение по ходу плавки. В соответствии с выполненными расчётами при увеличении глубины погружения фурмы частота пульсаций снижается и при уменьшении глубины погружения в расплав – увеличивается. При постоянной глубине погружения фурмы с ростом скорости истечения воздушной смеси (степени эффективной крутки) – частота колебаний (пульсаций) дутья растёт. Данные особенности закрученных струй позволяют управлять фурмой по регистрируемым звуковым параметрам, исходящим из печи, как инструментальными методами контроля, так и «на слух» оператора печи. Турбулизация закрученных потоков дутьевых струй предотвращает формирование в ванне печи застойных зон, улучшая массообмен и производительность оборудования за счёт вращения расплава. Исследования по дополнительному увеличению турбулизации за счёт крутки спутных струй в противоположных направлениях на действующей промышленной печи «Аусмелт» не позволили выявить видимого положительного влияния на плавку. Анализ работ в данной области исследований других авторов и их сравнение показал полную сопоставимость результатов и выводов между лабораторными испытаниями, теоретическими обобщениями и промышленными испытаниями.