Обработка результатов эксперимента. Результаты эксперимента обрабатываются на компьютере

Результаты эксперимента обрабатываются на компьютере. Для этого студенты составляют алгоритм, программу. По этой работе должны будут выполнены следующие вычисления:

– рассчитывается скорость истечения газа из сопел модельной фурмы по уравнению (1.6) или (1.8);

– определяется по уравнению (1.5) импульс одной струи по каждой модельной фурме;

– по уравнению (1.7) определяется критерий Архимеда, а также его логарифм;

– рассчитываются отношения h _л/ h _с, D _л/ h _л, а также их логарифмы.

Результаты расчетов заносятся в таблицу 3.4.

 

Таблица 3.4. – Результаты расчетов на компьютере

№ п/п	Расход газа в модели	Давление газа, атм	Результаты расчетов
л/мин	усл. ед			V г, м3/с	W г, м/с	i г, н	Ar *	lgAr *
Односопловая фурма
Трехсопловая фурма
Шестисопловая фурма

 

Кроме перечисленных расчетов на компьютере выполняются расчеты по отысканию методом наименьших квадратов коэффициентов полинома (уравнение 2.7), аппроксимирующего статистическую связь между функциями lgh _л/ h _с, lgD _л/ h _л и аргументом lgAr *, рассчитывается коэффициент корреляции и величина остаточного среднеквадратичного отклонения. На основании полученных результатов расчетов на миллиметровке строятся корреляционное поле экспериментальных данных в координатах lgh _л/ h _с, lgD _л/ h _л – функция lgAr * – аргумент и наносится кривая аппроксимации, рассчитанная на компьютере.

Найденное аппроксимирующее уравнение позволяет рассчитать глубину реакционной зоны (продувочной зоны) ванны промышленного конвертера. Исходные данные для расчета задаются преподавателем по вариантам, представленным в таблице 3.5.

 

Таблица 3.5. – Исходные данные для расчета параметров

продувочной зоны в ванне кислородного конвертера

№ варианта	Вместимость конвертера, т	i, м3/(т мин)	Коли-чество сопел, шт	h с, м	Р г, кгс/см2	t г, с	, м/с	, м3/мин	Параметры продувочной зоны
h л, м	D л, м
		3,2		1,0	12,0
		3,3		0,9	11,5
		3,4		0,9	11,8
		3,5		1,0	12,0
		3,6		1,1	13,0
		3,7		1,2	14,0
		3,8		1,3	15,0
		3,9		1,4	14,0
		4,0		1,3	14,8
		4,1		1,2	13,2
		4,2		1,3	14,1
		4,3		1,4	15,0
		4,4		1,4	16,0
		4,5		1,5	15,6
		4,6		1,6	15,4
		4,7		1,5	16,0
		4,8		1,6	15,9
		4,9		1,7	15,8
		5,0		1,8	16,0
		4,9		1,7	13,0
		4,8		1,7	13,5
		4,7		1,8	14,0
		4,6		1,9	13,5
		4,5		1,8	13,0
		4,4		2,0	14,0
		4,3		1,9	14,5
		3,2		2,1	15,0

 

Делается это следующим образом. По заданному удельному расходу кислорода определяется расход кислорода на фурму, по числу сопел в промышленной фурме рассчитывается скорость истечения кислорода из сопла, импульс струи. Далее по заданному положению промышленной фурмы и рассчитанному импульсу струи определяется логарифм критерия Ar *. По уравнению аппроксимации экспериментальных данных рассчитывается значение lgh _л/ h _с, lgD _л/ h _л и находятся величины h _л и D _л при заданном положении фурмы над уровнем ванны в конвертере.

 

Содержание отчета

1. Цели и задачи работы.

2. Схема установки, эскизы фурм.

3. Физические характеристики жидкости и газа, использованных в эксперименте.

4. Таблица экспериментальных данных.

5. Таблица результатов расчетов на компьютере.

6. Графики функций lgh _л/ h _с, lgD _л/ h _л от аргумента lg Ar * и расчетное уравнение статистической аппроксимации.

7. Расчеты величин заглубления в металл струи кислорода для промышленного конвертера.

8. Анализ результатов эксперимента.

9. Выводы по работе.

 

Контрольные вопросы к сдаче работы

1. Какие гидродинамические силы определяют глубину образующейся лунки при внедрении струи в жидкость?

2. Какими силами можно пренебречь при моделировании взаимодействия струй газа с жидкостью?

3. Какой критерий необходимо брать за определяющий при моделировании взаимодействия струй газа с жидкостью?

4. Почему требуется видоизменение известного критерия моделирования газовых струй с жидкостью?

5. Как определяется и контролируется расход газа в данной работе?

6. Почему при задачах моделирования необходимо находить зависимости, в которых в качестве функции фигурируют безразмерные величины?

7. Какие величины обычно используются в качестве аргумента при гидродинамическом моделировании?

8. Какие физические величины необходимо фиксировать во время эксперимента при выполнении данной работы?

9. Какое давление фиксируют образцовые манометры при проведении опытов?

10. Сколько типов фурм исследуется в лабораторной работе?

11. Выполнение каких требований обеспечивает нормальное выполнение лабораторной работы?

12. Какие требования по технике безопасности необходимо соблюдать при выполнении работы?

13. Какие основные цели преследуются выполнением данной работы?

14. Какие расчеты в данной лабораторной работе выполняются на компьютере?

15. Какие основные конечные задачи должны быть решены после полного выполнения работы?

16. Какие основные недостатки гидродинамического моделирования металлургических процессов как инструмента для моделирования?

 

Список литературы

1. Металлургия стали / В.А. Кудрин: Учебник для вузов – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:Металлургия, 1989. – 560 с.

2. Металлургия стали: Учебник для вузов / В.И. Явойский, Ю.В. Кряковский, В.Г. Григорьев и др. М.:Металлургия, 1983. – 584 с.

3. Баптизманский В.И. Физико-химические основы кислородно-конвертерного процесса / В.И. Баптизманский, В.Б. Охотский. – Киев; Донецк: Вища школа, 1981. – 180 с.

4. Баптизманский В.И. Конвертерные процессы производства стали / В.И. Баптизманский, М.Я. Меджибожский, В.Б. Охотский. – Киев: Вища школа, 1984. – 343 с.

5. Марков Б.П. Физическое моделирование в металлургии / Б.П. Марков, А.А. Кирсанов. – М.:Металлургия, 1984. – 117 с.