在冶金工業(yè)作業(yè)中,常常會伴隨著高溫高沸點的熔融物與低溫低沸點的冷卻劑之間的相互作用。在一定條件下冷卻劑在短時間內快速蒸發(fā),易發(fā)生蒸汽爆炸,帶來嚴重的經濟損失和人員傷亡。且目前國內外對此研究相對較少,對其機理沒有系統(tǒng)、完整的解釋。防控技術亦不成熟,無法有效控制蒸汽爆炸事故。因此,深入開展研究低溫冷卻劑與高溫熔融物相互作用具有重要的理論價值和工程指導意義。本文設計并建立小尺度實驗臺,通過改變水滴韋伯數(shù)(水滴的下落高度和水滴直徑)、熔融金屬溫度及厚度、熔融金屬表面氧化程度以及熔融金屬的種類等影響因素,對水滴撞擊熔融金屬相互作用過程進行實驗研究。結果表明,水滴與熔融金屬之間相互作用典型現(xiàn)象有三種,即水滴破碎現(xiàn)象、氣泡現(xiàn)象和王冠現(xiàn)象。隨著水滴韋伯數(shù)(水滴下落高度和水滴直徑)增大及熔融金屬溫度升高,王冠最大高度增大,蒸汽爆炸更加劇烈。隨著熔融金屬厚度增大,王冠最大高度呈現(xiàn)先減小后相對穩(wěn)定的趨勢;盡管熔融金屬表面氧化層會使蒸汽爆炸的發(fā)生幾率降低,但是水滴與氧化層會呈現(xiàn)一種鑲嵌狀態(tài),即水滴上中下三部分別與空氣、氧化層和熔融金屬接觸,導致蒸發(fā)速率不同。在氧化層下形成壓力不斷升高的空腔,導致蒸汽爆炸更加劇...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究思路及內容
        1.3.1 已有研究的不足
        1.3.2 本文研究內容
    1.4 章節(jié)安排
第二章 實驗裝置和實驗方案
    2.1 實驗裝置
    2.2 實驗材料
    2.3 實驗方案
    2.4 實驗參數(shù)
    2.5 實驗步驟
    2.6 本章小結
第三章 水滴撞擊熔融金屬錫動力學特性研究
    3.1 典型實驗現(xiàn)象
    3.2 不同條件下各種現(xiàn)象分布情況
        3.2.1 不同下落高度和熔融金屬錫表面氧化程度條件下,各種現(xiàn)象的分布情況
        3.2.2 不同熔融金屬錫溫度和熔融金屬錫厚度條件下,各種現(xiàn)象的分布情況
    3.3 各種現(xiàn)象形成機理
        3.3.1 水滴破碎現(xiàn)象形成機理
        3.3.2 氣泡現(xiàn)象形成機理
        3.3.3 王冠現(xiàn)象形成機理
    3.4 韋伯數(shù)對水滴撞擊熔融金屬錫相互作用過程的影響
        3.4.1 水滴下落高度對水滴撞擊熔融金屬錫相互作用過程的影響
        3.4.2 水滴大小對水滴撞擊熔融金屬錫相互作用過程的影響
    3.5 熔融錫溫度對水滴撞擊熔融金屬錫相互作用過程的影響
    3.6 熔融金屬錫厚度對水滴撞擊熔融金屬錫相互作用過程的影響
    3.7 熔融金屬錫表面氧化程度對水滴撞擊熔融金屬錫相互作用過程的影響
    3.8 本章小結
第四章 水滴撞擊熔融金屬鉛動力學特性研究
    4.1 典型現(xiàn)象
    4.2 不同條件下各種現(xiàn)象的分布情況
        4.2.1 不同熔融鉛溫度和水滴下落高度條件下,各種現(xiàn)象的分布情況
        4.2.2 不同熔融鉛厚度和水滴大小條件下,各種現(xiàn)象的分布情況
    4.3 各種現(xiàn)象形成機理
        4.3.1 氣泡現(xiàn)象形成機理
    4.4 韋伯數(shù)對水滴撞擊熔融金屬鉛相互作用過程的影響
        4.4.1 水滴下落高度對水滴撞擊熔融金屬鉛相互作用過程的影響
        4.4.2 水滴大小對水滴撞擊熔融金屬鉛相互作用過程的影響
    4.5 熔融鉛溫度對水滴撞擊熔融金屬鉛相互作用過程的影響
    4.6 熔融鉛厚度對水滴撞擊熔融金屬鉛相互作用過程的影響
    4.7 本章小結
第五章 總結和展望
    5.1 全文總結
    5.2 主要創(chuàng)新點
    5.3 未來工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況



本文編號：3775773