炉料在溜槽上的运动分析.docVIP

机械装备及设计”课程项目 高炉无料钟布料器 等高度螺旋布料控制模型的研究 班 级：机械装备2班 学 号：090101010216 姓 名：谭博剑 摘要 根据老师课程传授的有关高炉冶炼知识以及同行业内无钟炉顶技术资料，本文研究了炉料从闸阀下落，在溜槽和空区的各自运动情况。推导出炉料在料面上的落点半径规律，并结合螺旋布料定义，推导出螺旋布料时溜槽倾角变化规律必须满足的方程。探究溜槽的倾动规律，建立等高度布料螺旋线。 关键词 高炉无钟布料器；螺旋布料；炉料运动规律；溜槽倾动规律 一、项目参考参数 项目：已知高炉有效容积2580，料罐的有效容积55，溜槽转速8，布10圈料。其他参数见图 二、闸阀开口度（落料面积）的计算 无料钟炉顶基本参数计算如下 高炉容积（） 料罐直径（） (m) () 2580 1 2.57 0.39 (m) (m/s) () 0.11 55 (s) 溜槽转数n（r/min） 布料圈数 75 8 10 表中：L——假定半圆形排料时的周边长度，m； F——假定半圆形排料时闸阀的开口面积，； ——闸阀口的水力半径，m； v——原料出口最小截面流速，m/s； Q——炉料的流量，； V——料罐容积，； t——每次布料时间，s； ——出料口轴心线与水平面之间的夹角； g——重力加速度，。 题目给定溜槽转速，布料圈数10，料罐容积55时，可求得 落料时间=， 料流量， 料罐出口速度：，其中 焦炭： 矿料： 由，可得落料面积即为闸阀的开口度：焦炭： 矿料： 炉料在煤气中的潜体阻力 料流是由一个单元离散体组成的。每一块料所受的潜体阻力的大小不仅与炉喉内煤气速度有关,也与块料自身速度有关。每块料的潜体阻力F 的计算方法为 （1） 式中——阻力因数，一般取=0.6； 　 A —— 每块料最大横断面积/ m2; —— 炉喉内煤气密度/ kg ·m- 3 ; —— 每块料自身下落速度/ m·s- 1; —— 炉喉内煤气速度/ m·s- 1。 为了方便计算，令，则（1）式变为。 三、炉料的运动规律 炉料在炉喉内的运动分为三部分: 炉料从节流阀( 闸阀) 流出到溜槽的运动; 炉料在溜槽上的运动;从溜槽末端到炉喉料面的空区的运动。 1、炉料进入溜槽初速度的确定 炉料从闸阀流出，落到溜槽上，在此过程中，炉料受到重力（mg）和潜体阻力的作用，刚下落时，初速度，则，有下面的微分方程 （2） ，对（2）变形积分得 （3） （3）式中是炉料从节流阀流出时的平均速度, 由下式确定 式中——炉料的流动系数，一般=0.35~0.8； ——闸阀的水力半径，，m; ——闸阀的开口面积，； ——闸阀开口的周边长度，m； ——节流阀开口中心线与水平面夹角, 并罐无钟炉顶，串罐无钟炉顶； 解（3）式得 （4）式是炉料下落速度与下落高度的关系式。将代入上式即是炉料从闸阀流出到溜槽之前速度。 2、 炉料落到溜槽上后速度的确定 炉料在落到溜槽上后受到溜槽冲击，速度的大小和方向都会发生变化，对于炉料流中每一质点, 碰撞是多次的, 方向也各不相同, 但都会因外摩擦冲量或内摩擦冲量而减小其运行速度。通过实验可测得特定条件下的速度折算因数（一般焦炭=0.7，烧结矿=0.71），故炉料落到溜槽之前的速度为，落到溜槽上后为。 3、炉料在溜槽上的运动分析 将炉料在溜槽上的运动分解成三个运动：两个圆周运动和一个匀加速运动。运动时炉料受力：溜槽的支持力N 、炉料与溜槽的摩擦力和重力G 的作用。炉料在溜槽上运动时，忽略潜体阻力对炉料的影响。 沿溜槽下滑的匀加速运动。 z θ o Y 受力分析如图 炉料在溜槽上运动到底部时 所以炉料运动到溜槽末端时的速度为 B.随溜槽做匀速圆周运动 z θ o y