ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные закономерности переноса в ваннах из "Топливо Кн2" Как указывалось, гидродинамика ванны имеет большое значение для развития Ш1а-вильных процессов. Объясняется это тем, что при более интенсивном движении отдельных масс внутри ванны, при возникновении и развитии в ванне конвекции сравнительно медленные процессы молекулярной диффузии и теплопроводности переходят Б более быстрые процессы массо- и теплообмена, определяемые уже закономерностями молярной диффузии (конвективного переноса). [c.415] Уравнение (11.1) соответствует диффузионному закону Фика и выражает, по существу, закон сохранения вещества (примесей). [c.415] Указанные четыре уравнения содержат четыре, неизвестных 15, Р, Г и С, и, в принципе, позволяют путем интегрирования найти эти неизвестные при заданных начальных и граничных условиях. Однако в реальных условиях ванны довольно трудно определить граничные условия протекания процесса. Весьма неопределенными, особенно в условиях тур лентного движения, являются и константы р, л и Д характеризующие различные процессы переноса. Поэтому определенные процессы изучаются с использованием экспериментальных методов, методов моделирования и подобия. [c.415] Если бы жидкость ванны находилась в неподвижном состоянии, то по толщине слоя металла и шлака образовался бы значительный градиент температур и концентраций. Объясняется это сравнительно большими тепловыми и диффузионными сопротивлениями, возникаюшдаии в этом случае внутри ванны, так как процессы теплопроводности и диффузии определялись бы в этом случае чисто молекулярными явлениями. При этом значения коэффициентов температуропроводности а и диффузии О в уравнениях (5.40) и (11.1) малы, а их обратные величины, характеризующие соответствующие сопротивления, велики. [c.415] Интенсивное же движение жидкости в ванне приводит к появлению конвективного механизма выравнивания температур и концентраций по толщине слоев. При этом молекулярные коэффициенты теплопроводности и диффузии трансформируются в значительно большие величины - в некоторые условные, или так называемые эффективные, или виртуальные , коэффициенты, обусловленные движением, циркуляцией и перемешиванием отдельных масс жидкостей. [c.415] Ванна представляет собой обьем, состояший из двух несмешивающихся жидкостей (шлак и металл), в которых происходят непрерывные тепловые и химические взаимодействия. Движение жидкости, как указывалось, характеризуется двумя основными уравнениями уравнением сплошности и уравнением движения (Навье-Стокса), например, (5.17) и (5.21) (см. кн. 1, гл. 5). В этих уравнениях гидродинамические свойства жидкой среды представлены плотностью р и вязюстью ц. На скоростное поле в жидкости влияют также плотности распределения обьемных Г = р и поверхностных Р сил. [c.416] С помощью указанных чисел подобия или их аналогов часто обобщаются полученные экспериментальные данные по гидродинамике ванны. [c.416] Можно представить числа подобия, характерные для гидродинамики ванны, в преобразованном виде с включением мощности перемешивания. Такая необходимость возникает из-за того, что значения скорости, входящие в формулы для чисел подобия (11.2), при движении жидкости в ванне являются величинами довольно неопределенными, существенно изменяющимися как по величине, так и по направлению в отдельных точках ванны печи. [c.416] Важным условием, обеспечивающим интенсивное перемещивание ванны, является получение турбулентного характера движения жидкостей в ванне. Естественно, что относительно медленная циркуляция масс металла в ванне, носящая ламинарный характер, будет менее эффективна, так как при ламинарных потоках в процессе перемешивания продолжают превалировать относительно медленные процессы молекулярной диффузии и теплопроводности. Переход ламинарного (слоистого) движения в турбулентное, носящее пульсационный вихревой характер, будет характеризоваться определенным значением числа Для этого условия затраченная мощность перемешивания должна быть больше той критической мощности сил инерции, которая и характеризует переход ванны в состояние тур лентного режима. [c.417] Величина = VJV , с , определяется как кратность циркуляции жидкости в ванне (F - объем жидкости в ванне, м ). [c.417] При описании движения двухфазной среды для каждой фазы (считая их несжимаемыми) можно записать уравнения, аналогичные уравнениям (5.21) и (5.22). [c.418] Вернуться к основной статье