Page 18 - 国外钢铁技术信息内参（2023年2月）
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（二）通过热流体和颗粒仿真能得到什么？（下）
埜上 洋
东北大学多元物质科学研究所
3.分析示例
上一章节介绍了粒子-流体系统的热流体分析基础公式、各种平衡公式。本
章节将说明利用这些公式分析实际热流体的示例。
3.1 填充层内流动仿真
从高炉炉身部吹入气体，其目的是通过间接还原强化降低还原材料比、改善
富氧或氧气高炉操作中炉体上部的加热，该技术具有漫长研究历程。随着近年来
对钢铁业的二氧化碳减排的社会要求的提高，在日本和欧洲，正在不断推进使用
从炉身吹入加热还原气体的高炉作业的项目研究。同时，还在进行低温操作、炉
身吹入气体的组合作业分析。从炉身吹入气体的目的是，在矿石间接还原强化的
情况下，在优化作业的基础上，需要掌握为还原氧化铁而吹入的气体中的还原气
体与矿石接触的机会，也就是说，需要定量地掌握吹入流的轨迹。因此，将在主
流向上流通的立式固定层中，从设置在填充层侧面的壁面上的喷嘴向垂直于主流
方向吹入的条件作为对象系统。对象流为填充层内的流体流，通过在式（10）
和式（11）至（13）中考虑空隙率的四式联立求解，再现填充层内的流动。
在通过侧面的喷嘴向宽 1.0m 的填充层中吹入全流量的 40%的条件下，吹入
方向的影响的二维分析结果如图 9 所示。由图可见，流体的流速矢量、等压线和
主流与吹入流的边界。从喷嘴吹入的气流推开来自下方的主流而分散在填充层中，
CSM 中国金属学会 CMISI 冶金工业信息标准研究院
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