刘柳
- 作品数：17 被引量：118H指数：6
- 供职机构：中南大学能源科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：冶金工程理学环境科学与工程更多>>
- 静止液态金属中气泡上升过程实验研究被引量：1
- 2021年
- 为了研究液态金属中气泡流行为,采用X射线显影技术对镓铟锡合金中氩气泡浮升过程气泡直径、上升速度、纵横比进行测量与分析。研究结果表明:气泡直径随气体流量增加而增大,采用DAVIDSON等的关联式预测的气泡直径比实验值小,采用修正的IGUCHI等关联式所得预测值比实验值大,采用原始的IGUCHI等经验关联式所得预测值与实验值几乎相同,该经验关联式可作为预测液态金属中气泡直径的经验公式;采用SCHILLER等关联式预测的气泡滑移速度随气泡直径增大而呈线性增大,且预测值远大于实验值,GRACE等关联式所得的预测值与实验值相吻合,ISHII等关联式与TOMIYAMA等关联式所得的预测结果几乎相同,且预测值略大于实验值,这些经验关联式可用于预测液态金属中的气泡滑移速度。基于韦伯数We的MOORE,TAYLOR等以及LIU等经验关联式预测的纵横比小于实验值,而WELLEK等关联式所得的预测值与实验值非常吻合;基于Ta(Ta=ReMo0.23,其中,Re为雷诺数,Mo为莫顿数)的TADAKI等、FAN等以及LIU等经验关联式预测的纵横比均小于实验值。
- 刘柳闫红杰谭智凯黄正宗张河杨
- 关键词：液态金属气泡直径
- 加压浸出搅拌釜内气液传热传质过程数值模拟被引量：2
- 2022年
- 为了探究加压浸出搅拌釜内流场及温度分布规律,本文基于Fluent软件,采用SST k−ω湍流模型、欧拉−欧拉多相流模型以及多重参考系方法,在不考虑化学反应的前提下,耦合气液流动、传质和传热,构建加压浸出搅拌釜内流体流动及传热传质的数学模型,并分析了釜内气液流场、温度场的分布特征。结果表明:流体会在釜内形成两个主要循环区,桨叶后方出现“气穴”现象;靠近球形釜壁处流体存在明显的分层现象和局部高温区;釜壁处挡板对搅拌流场及温度场分布的影响较大,靠近挡板的位置流场分布更加紊乱,温度更均匀。
- 刘柳陈志彬闫红杰谭智凯张登凯周萍
- 关键词：加压浸出搅拌釜流场温度场传热传质
- 高铅渣还原炉内气液两相流的数值模拟与结构优化被引量：13
- 2014年
- 基于Fluent软件,耦合Realizable k-ε湍流模型和VOF多相流模型对液态高铅渣还原炉内气液两相流动过程进行数值模拟。依据相似原理建立了水模型实验,得到气泡/气团频率、气泡直径和喷枪直径比值的实验结果,其结果和数值计算结果吻合较好,验证数值计算模型的有效性。运用该耦合模型研究熔池深度、喷枪直径、喷枪倾角和喷枪间距等因素对还原炉的影响。再通过正交实验和矩阵分析方法,综合考虑熔池气含率、熔体平均流速和熔体湍动能等指标,得到还原炉最优工况为喷枪角度为10°,熔池深度为800 mm,喷枪直径为60 mm,间距为950 mm。
- 闫红杰夏韬刘柳何秋安何志军李全清
- 关键词：高铅渣熔池熔炼气液两相流数值模拟
- 水域底泥中重金属Cd与Pb释放规律的数值模拟被引量：5
- 2021年
- 采用实验研究与数值模拟相结合的方法,研究某水域底泥中典型重金属污染物Cd与Pb再释放过程和释放速率。结果表明,底泥中Cd和Pb的释放规律分为快速释放和动态平衡两个阶段,与准二级动力学方程具有较好的匹配度,相关系数R2大于0.99。随着河流流速的加快,底泥中重金属的释放速率增大。分析表明,该区域水质可以在3 h内超过地表水环境质量V类标准。数值模拟结果与实测值之间的相对偏差除一项外均在±10%以内。
- 闫红杰张河杨史雅君周萍李欢李欢伍东玲
- 关键词：底泥重金属污染数值模拟
- 锌精矿沸腾焙烧炉埋管综合换热系数的计算与分析
- 2021年
- 为控制锌精矿焙烧炉床层温度、保障焙烧过程的顺利进行,常采用含水冷的埋管带走锌精矿氧化反应的部分热量,因此埋管面积的合理配置是沸腾焙烧炉结构设计与运行参数优化的关键。它主要取决于焙烧炉产能和综合传热系数,而综合传热系数影响因素多,变化范围大,难以准确获得所需埋管面积,显著延长了焙烧炉生产的调试时间。针对已有的锌精矿沸腾焙烧炉埋管换热系数计算中需假定埋管外壁温度的问题,本文基于埋管稳态传热过程以及传热机理,提出了埋管外壁温度的计算方法,并计算出了不同颗粒粒径和空隙率下的埋管换热系数,结果表明颗粒粒径与空隙率对埋管换热系数影响显著,且锌精矿颗粒粒径越小,影响越大。当颗粒粒径为40 μm、空隙率为0.53时,埋管换热系数可达到1740.28 W/(m2∙K)。
- 刘卫平刘俊达肖康李成林赵晓朝刘柳周萍
- 关键词：沸腾焙烧炉埋管粒径空隙率
- 底吹过程中基于图像处理技术的气泡直径分布特性被引量：6
- 2018年
- 为了获取底吹过程中气泡群直径的分布规律,采用高速摄影法及图像处理技术对水中气泡群直径进行提取与分析。首先,对原始图像进行预处理,将其转换为二值图像,通过设定圆形度范围将其分为单气泡、粘连小气泡、粘连大气泡3类,然后运用改进分水岭分割算法对粘连气泡进行分割处理,最后得到整个气泡群的直径分布。研究结果表明:随着气泡发生聚并破碎,水中小直径气泡居多,中等直径气泡和大直径气泡较少,气泡数量与气泡直径之间的关系可近似看作呈双曲线分布;随着气体流量增大,小直径气泡数量急剧增多,同时产生更大的气泡;气泡Sauter直径与最大直径均随着气体流量的增大而增大,气泡Sauter直径与最大直径的比值C稳定在0.72左右。
- 陈日健闫红杰刘柳肖俊兵宋彦坡
- 关键词：图像处理技术
- 氧气底吹铜熔池熔炼过程的机理及产物的微观分析被引量：27
- 2012年
- 对氧气底吹熔炼过程气体喷吹行为、造锍熔炼化学反应机理及熔炼炉内热工作状态进行理论分析及水模型实验和取样分析验证。结果表明,氧气底吹气流能使熔体形成均匀的扩散区,实现熔体的搅拌,在气体连续相区和液体连续相区,气液、液液之间的相互作用强烈,为炉内化学反应及传热传质提供了良好的动力学条件;氧气底吹熔炼过程在零配煤的情况下能达到自热熔炼,在节能减排方面,该工艺具有很强的优势;获得了铜渣、冰铜和蘑菇头中各组分的形貌,确定了铜渣、冰铜和蘑菇头的物相组成,渣样主要由冰铜相、磁铁矿相、铁橄榄石相和玻璃体相组成,熔炼内的氧势和硫势分布有利于反应的进行,能有效抑制Fe3O4的形成以及降低渣含铜。
- 刘柳闫红杰周孑民高强张振杨刘方侃崔志祥
- 关键词：铜熔炼氧气底吹氧势
- 底吹炉沉降区内液面波动规律的冷态模型实验被引量：2
- 2020年
- 底吹熔池熔炼沉降区的波动行为影响炉内反应后的渣-金属分离,对沉降区波动行为进行研究与调控有利于提高金属的直收率。采用冷态模型实验对底吹炉沉降区内的液面波动行为进行研究。根据单因素实验结果分析,适当增大氧枪直径和倾角、减小气体流量和降低液面高度可有效减缓沉降区液面波动的剧烈程度,但氧枪倾角过大会导致沉降区出现位置后移,不利于渣-金属分离,影响冶金效率。
- 罗谦闫红杰金俊伟黄正宗龚昊刘柳
- 富氧底吹熔炼炉内气液两相流动的数值模拟被引量：35
- 2012年
- 以某公司的富氧底吹熔池熔炼炉为原型,运用数值模拟的方法对炉内氧气铜锍两相流动进行三维瞬态模拟,研究炉内气泡主要参数、气含率分布规律、氧枪出口附近压力变化以及液面波动情况。并借助于高速摄像仪设备,对水模型实验中气泡形成、合并、变形及破碎过程进行研究,所得结果与模拟结果进行比较。结果表明:所建立的数学模型是合理的。氧气铜锍两相流动模拟结果表明,炉内气泡形成时间为0.12~0.25 s,生成频率为4~5 Hz,其短轴大小集中在3.5d^6.5d(d为氧枪直径尺寸);气泡停留时间为0.2~0.4 s,其在熔池内的平均上浮速度约为4 m/s;7°和22°氧枪出口气泡后座现象出现的平均频率分别为5 Hz和7 Hz,作用时间为0.06 s;高效反应区存在于熔池上部区域;气相搅动液相所形成的表面重力波在沉淀区传播的过程中,波幅衰减很快,当波传播到出渣口附近时,液面趋于静止。
- 张振扬陈卓闫红杰刘方侃刘柳崔志祥申殿邦
- 关键词：两相流气泡数值模拟
- 卧式搅拌釜气液两相流场的参数化研究被引量：5
- 2021年
- 基于Fluent软件,采用SST k−ω湍流模型、欧拉−欧拉两相流模型和多重参考系法对卧式搅拌釜气液两相流场进行数值模拟,并采用示踪剂法研究釜内混合过程。结果表明:增大转速或气体流量有利于气相分布更均匀并加快液相的混合。当搅拌转速超过93 r/min时,相对功率消耗基本不变。上叶轮倾斜角的变化对气相分布的影响很小。当倾角为50°时,相对功率消耗最大。适当提高桨叶离底高度可以提高气含率并改善气相分布,但会增加液相混匀时间。
- 陈志彬闫红杰周萍杨平丁杰辉刘佳刘柳
- 关键词：气液两相流
