Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург:

В. И. Матюхин, доцент, каф. теплофизики и информатики в металлургии, эл. почта: matyhin53@mail.ru,

ОАО «УГМК-Холдинг», г. Верхняя Пышма:

А. М. Паньшин, техн. директор

ОАО «Медногорский медно-серный комбинат», г. Медногорск, Россия:

Д. Ю. Скопин, гл. металлург

К. В. Булатов, ген. директор

*В работе принимала участие сотрудница УрФУ им. первого Президента России Б. Н. Ельцина А. В. Матюхина.

Для определения рациональных параметров работы горизонтального конвертера исследовали гидродинамику его жидкой ванны с фурменным продувом потоком воздуха на холодной физической модели. Изучение условий равновесия газовой струи в зоне барботажа позволило установить основные виды силовых воздействий, определяющих ее распространение в жидкой ванне, связанные с весом жидкости выше места подачи дутья, силами трения барботируемых газовых струй и архимедовыми силами. На основе анализа конструктивных особенностей технологического агрегата установлено, что при барботаже раствора с помощью многосопельной насадки можно выделить ряд характерных областей нестационарного движения газожидкостной среды. Визуальные исследования характеристик струйного процесса в двухфазной среде позволили определить условия его развития. Статистически выявлены особенности пузырькового и пульсационного механизма развития струйного процесса, позволяющие обосновать формирование трех основных активных зон циркуляции газожидкостной эмульсии (две зоны выше места ввода струи и одна ниже), которые определяют условия развития тепломассообменных процессов в ванне. При избыточном давлении газов >(1,2–1,5) · 10⁵ Н/м² в ванне образуется ярко выраженный двухфазный движущийся струйный поток с пульсирующим в широком высокочастотном спектре турбулентным пограничным слоем и формируется зона выбросов газовых образований на поверхность ванны. Определены основные геометрические показатели, характеризующие закономерности развития циркуляционных зон и струйного процесса при значении чисел Маха <1,0.

1. Гинсбург И. П., Сурин В. А., Багаутдинов А. А., Григорьянц А. С., Шуб Л. И. Изучение процесса истечения в жидкость газового потока из заглубленного сопла // ИФЖ. 1977. Т. 23, № 8. С. 213–221.
2. Чугаев Р. Р. Гидравлика. — Л. : Энергоиздат, 1982. — 672 с.
3. Механика жидкости и газа / под ред. В. С. Швыдкого. — М. : ИКЦ «Академкнига», 2003. — 464 с.
4. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. — М. : Наука, 1973. — 848 с.
5. Соу С. Гидродинамика многофазных систем. — М. : Мир, 1971. — 536 с.