Reading Tools

Процесс выплавки стали в электропечах происходит за счет электрической дуги, возникающей между электродами. Образующиеся при этом насыщенные пылью и шлаками газы выходят из печи через неплотности в ее конструкции или же при отводе пылезаборника. В среднем газ, выделяющийся из печи, содержит до 68% CO₂; до 30%; до 21% O₂; 30-79% N₂. Кроме того, в газе содержится до 10 мг/м³ окислов серы. Температура газа на выходе из печи составляет около 1600^ОС. Ввиду наличия в газе СО он взрывоопасен и поэтому перед направлением на очистку окись углерода дожигают в специальном устройстве. В настоящее время достаточно эффективного способа пылеулавливания с учетом представленных особенностей потока воздуха не существует.

Целью данной работы является повышение эффективности очистки воздуха в системе вентиляции за счет создания воздушного барьера вокруг печи, который не позволит пыли проникать из зоны плавления в рабочую зону плавильного цеха. На рис.1 представлено схематическое изображение предлагаемого технического решения данного решения.

При отводе свода печи конвективный поток газов и пыли устремляется вверх, но постепенно охлаждаясь теряет свою скорость, а некоторые частицы и пыль разлетаются в разные стороны, загрязняя помещение цеха, поэтому при отводе печи автоматически будут включаться вентиляторы 2, создавая воздушный барьер, который будет направлять частицы пыли к зонту пылезаборника 1, тем самым ограничивая распространение пыли в пространстве цеха.

Рис. 1. Рис.1. Схема воздушного барьера:

1 1– вытяжной зонт, 2 – вентилятор

3 – дуговая сталеплавильная печь

Кроме исследования аэродинамики системы вентиляции, важными представляются особенности движения загрязненного воздуха в пределах воздуховодов, где в местах резкого изменения направления потока могут откладываться тяжелые фракции загрязнений, уменьшая таким образом эффективное сечение воздуховодов.

По предварительным расчетам аэродинамики потоков скорость воздуха на соплах вентиляторов должна составлять не менее 40-50 м/с. Численное моделирование подобных течений на основе конечно-элементного решения системы полных уравнений Навье-Стокса в широком диапазоне чисел Рейнольдса позволяет установить аэродинамический механизм подобных явлений и более рационально спроектировать подобную систему вентиляции с учетом целого ряда критериальных параметров. Кроме построения аэродинамических полей (скорости и давления) в зависимости от времени нестационарного течения, с помощью указанных моделей можно установить структуру и динамику развития вторичных циркуляционных и вихревых течений в окрестностях характерных точек потока. В свою очередь, это позволит распространить полученные результаты на другие типоразмеры и режимы работы (от номинального до форсированного) промышленных систем вентиляции.