超声场下熔渣熔体结构与黏度的转变行为研究

发布时间：2024-07-05 17:41

　　超声波具有方向性好,穿透能力强,易于获得较集中能量的特点,当超声波在介质中传播时,会与介质相互作用而产生机械效应、热效应和空化效应等一系列物理化学效应,在超声提取、超声降解和废水处理等领域已得到广泛应用,但其在冶金领域的研究和应用仍然较少,对熔渣进行超声处理更是未见报导。本课题将超声处理引入熔渣体系,探讨熔渣超声处理的可行性及其对熔体结构和黏度转变行为的影响,为其在冶金过程中的应用打下基础。数值模拟结果显示,在确定熔渣物性参数条件下,超声波可在熔渣内产生显著的空化效应。在超声底部输入条件下,熔池顶部和底部的空化效应要强于熔池中部。在熔池顶部靠近壁面处存在大范围的涡流,且流速较高,可达9 m·s-1,而在熔池其它大部分区域流速较低,从0.0001 m·s-1到0.1 m·s-1。对熔渣进行超声处理,可在不同程度上使熔渣中聚合程度较高的结构单元分解成聚合程度较低的结构单元,熔渣整体聚合程度降低,并且随着超声功率的增强,熔渣聚合程度降低的程度增大。在相同超声功率条件下,原始聚合程度较高的熔渣其熔体聚合程度降低更为显著。超声处理可实现熔渣黏度的转变,超声处理功率越大,黏度降低的效果越明显。在停...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 超声波及超声波的应用
        1.1.1 描述超声波的物理量
        1.1.2 超声波的特性
        1.1.3 超声空化
        1.1.4 超声波的应用
    1.2 熔渣结构概述
        1.2.1 熔渣结构理论
        1.2.2 固体氧化物及硅酸盐晶体的结构
        1.2.3 液态炉渣的结构
    1.3 研究目的与意义
    1.4 主要研究内容
第2章 熔渣内超声效应的数值模拟
    2.1 熔渣超声波处理设备
    2.2 数学模型的建立
    2.3 模拟熔渣的选择及其物性参数
    2.4 数值模拟结果分析与讨论
        2.4.1 熔渣内的静压力
        2.4.2 熔渣内的气泡体积分数
        2.4.3 熔渣内静压力与气泡体积分数的区域分布
        2.4.4 熔渣的流动行为
    2.5 本章小结
第3章 超声场下熔渣熔体结构的转变行为
    3.1 研究方案
    3.2 实验结果分析与讨论
    3.3 本章小结
第4章 超声场下熔渣黏度的转变行为
    4.1 研究方案
    4.2 实验结果分析与讨论
        4.2.1 超声处理对降温黏度的影响
        4.2.2 超声处理对恒温黏度的影响
    4.3 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢



本文编号：4001296