Кинетика растворения кусковых материалов в кипящем слое

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Декабря 2015 в 09:13, курсовая работа

Описание работы

Целью данной курсовой работы является создание математической модели растворения кусковых материалов в кипящем слое. На первом этапе моделирования помимо постановки задачи, необходимо накопление априорных знаний об объекте исследования. Необходимо выделить существенные стороны объекта и описать их.
Во-первых, в данном пункте работы надо разобраться в терминологии.

Скачать архив (173.31 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Файлы: 1 файл

Абрамов Пояснительная записка.docx

— 693.24 Кб (Скачать файл)

Рисунок 9 – Входные и выходные параметры исследуемого объекта

  • Вначале, составим таблицу, отражающую все нужные входные параметры для каждой частицы:

Параметры объекта

Частица 1

Частица 2

Частица 3

Радиус куска, м

0,015

0,024

0,03

Температура окр. среды, оС

1700

1600

1540

Концентрация углерода С, %

2

1

4


 

Диапазон концентрации углерода в расплаве: 1-4 %;

Диапазон температуры окружающей среды: 1600-2000 ºС;

Диапазон  радиуса куска: от 0,004 до 0,03 м.

 

 

  • Первым шагом в расчетах будет расчет температуры плавления слоя:

Tсл = 1540 -86*концентрацию углерода

Температура плавления слоя для Частицы 1

1367

Температура плавления слоя для Частицы 2

1453

Температура плавления слоя для Частицы 3

1195


 

Рисунок 10 – Расчет температуры плавления слоя

Рассчитав температуру плавления, можно сделать вывод, что температура плавления слоя обратно пропорциональна концентрации углерода в расплаве.

 

 

 

 

 

 

  • Затем рассчитал тепловой поток в течение всего эксперимента для каждой частицы:

  qt=A *(Tокр. ср. -Tсл)

 

предварительно рассчитав коэффициент теплопередачи А из начального радиуса:

А=2λ/Rк

Тепловой поток для первой частицы:

Тепловой поток, q

24734,2188

25214,8318

25680,4022

26172,9272

26695,1234

27250,1084

27841,4796

28473,4149

29150,7982

29879,3821

30665,9969

31518,8266

32447,7756

33464,965

34585,4176

35828,0206

37216,9116

38783,5292

40569,7386

42632,7777

45053,4276

47950,2488

51506,0828

56021,7769

62038,2997

70663,6379

84706,7131

115228,537





Рисунок 11 – Расчет потока тепла, Частица 1.

 

 

 

Тепловой поток для второй частицы:

Тепловой поток, q

6824,19325

6846,341152

6866,818293

6887,480466

6908,330475

6929,371185

6950,605524

6972,03648

6993,667109

7015,500533

7037,539943

7059,7886

7082,249839

7104,927068

7127,823774

7150,943523

7174,289961

7197,866821

7221,67792

7245,727165

7270,018555

………………….

………………….

22494,77211

23266,91049

24125,53549

25088,2489

26178,15106

30587,2507

32652,95604

35216,83405

38523,01846

43028,80224

49732,43463

61478,95611

93889,25865





Рисунок 12 – Расчет потока тепла, Частица 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тепловой поток для третей частицы:

Тепловой поток, q

12812,771

12875,43635

12933,6467

12992,65499

13052,47964

13113,13965

13174,65468

13237,04501

13300,33163

13364,53623

13429,68123

13495,78984

13562,88608

13630,99482

13700,14179

13770,35369

13841,65815

13914,08383

13987,66048

14062,41892

……………………

…………………..

35006,18177

36248,85337

37635,91013

39197,93778

40975,5065

43023,82346

45420,36029

48278,01551

51769,32348

56174,76206

61990,20736

70205,55687

83221,01692

109544,9024

365068,6876





Рисунок 13 – Расчет потока тепла, Частица 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Следующим шагом, рассчитываем по формуле скорость расплавления куска руды υ с единицы поверхности для каждой частицы:

υ = qt /0,7077 = ((2*0,38379/Rз) *(T-Tсл)/ 0,7077)/3600     кг/(м2*с),

где Wр = 0,7077 (кВт*ч), энергия необходимая на расплавление 1 т руды. 

Скорость расплавления руды с единицы поверхности для первой частицы:

Скорость распл руды, V

1,46979838

1,49835818

1,52602408

1,55529173

1,58632255

1,6193018

1,65444326

1,69199518

1,73224779

1,77554293

1,82228648

1,87296476

1,92816633

1,98861147

2,05519289

2,12903294

2,21156596

2,30466014

2,41080329

2,53339667

2,6772406

2,84938038

3,06068114

3,32902031

3,68654426

4,19909362

5,03358487

6,84730403





Рисунок 14 – Расчет скорости расплавления руды с единицы поверхности для первой частицы

 

 

 

Скорость расплавления куска руды с единицы поверхности для второй частицы:

Скорость распл руды, V

0,405519

0,406835

0,408052

0,409279

0,410518

0,411769

0,413031

0,414304

0,415589

0,416887

0,418197

0,419519

0,420853

0,422201

0,423562

0,424935

0,426323

………….

…………

1,222584

1,257291

1,295165

1,336722

1,382606

1,433628

1,490836

1,555602

1,629771

1,715891

1,817607

1,940359

2,092714

2,28918

2,55693

2,955284

3,653306

5,579246





Рисунок 15 – Расчет скорости расплавления руды с единицы поверхности для второй частицы

 

 

 

 

 

 

 

Скорость расплавления куска руды с единицы поверхности для третей частицы:

Скорость распл руды, V

0,761382042

0,765105848

0,768564922

0,772071412

0,775626412

0,779231054

0,782886503

0,786593967

0,790354691

0,794169964

0,79804112

0,801969538

0,805956643

0,810003915

0,814112883

0,818285132

0,822522306

0,826826107

……………..

…………….

2,154040372

2,236464393

2,329285829

2,434915509

2,556634048

2,699045092

2,86885749

3,076323868

3,338111254

3,683686432

4,171872757

4,945299329

6,509561556

21,69372597





Рисунок 16 – Расчет скорости расплавления руды с единицы поверхности для третей частицы

 

 

 

 

 

 

 

  • Далее рассчитал изменение объема частиц и скорость плавления куска во времени:

 ΔV = m/p

где m - скорость расплавления руды, р – плотность руды.

p = 5,24 (г/см2),

m = υ *S= υ *4πRк2    (кг/с)

На основе полученных данных можно будет высчитать объемы смывающегося слоя через каждую 1 сек. по времени.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изменение объема и скорость плавления руды для первой частицы:

Скорость расплавления куска, m

Изменение объема куска

0,004155757

1,3344E-05

0,004076545

1,2631E-05

0,00400264

1,1932E-05

0,003927318

1,1245E-05

0,003850494

1,0572E-05

0,003772073

9,9124E-06

0,003691952

9,267E-06

0,003610013

8,6359E-06

0,003526127

8,0194E-06

0,003440145

7,418E-06

0,003351902

6,832E-06

0,003261207

6,2618E-06

0,003167841

5,708E-06

0,003071553

5,171E-06

0,002972045

4,6515E-06

0,002868967

4,1499E-06

0,0027619

3,667E-06

0,002650337

3,2037E-06

0,002533647

2,7607E-06

0,002411042

2,3392E-06

0,0022815

1,9404E-06

0,002143668

1,5656E-06

0,001995675

1,2167E-06

0,001834812

8,9594E-07

0,00165687

6,0627E-07

0,001454629

3,5197E-07

0,001213474

1,3982E-07

0,000892048

-1,613E-08





     Рисунок 17 – Изменение объема для первого куска


 

 

 

 

 

Рисунок 18 – Скорость плавления первого куска

 

Изменение объема и скорость плавления руды для второй частицы:

Скорость расплавления куска, m

Изменение объема куска

0,002935237

5,73457E-05

0,002925742

5,68342E-05

0,002917017

5,63242E-05

0,002908266

5,58158E-05

0,002899489

5,53089E-05

0,002890685

5,48035E-05

0,002881854

5,42997E-05

0,002872995

5,37974E-05

0,002864109

5,32967E-05

0,002855196

5,27975E-05

0,002846254

5,22999E-05

0,002837284

5,18039E-05

0,002828286

5,13095E-05

0,002819259

5,08166E-05

0,002810202

5,03253E-05

0,002801117

4,98356E-05

0,002792001

4,93475E-05

0,002782856

4,8861E-05

0,00277368

4,8376E-05

…………..

…………..

………………

…………….

0,000919028

1,61671E-06

0,000890457

1,46103E-06

0,000860906

1,31053E-06

0,000830267

1,16537E-06

0,000798407

1,02579E-06

0,000765166

8,92022E-07

0,000730344

7,64339E-07

0,000693689

6,43065E-07

0,000654869

5,28578E-07

0,00061344

4,21333E-07

0,00056878

3,21896E-07

0,000519965

2,30993E-07

0,000465517

1,49609E-07

0,000402768

7,91948E-08

0,000325813

2,22346E-08

0,000213343

-1,5063E-08

Информация о работе Кинетика растворения кусковых материалов в кипящем слое