blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2015-9-688-695blackmet-734Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И НАНОТЕХНОЛОГИИMATERIAL SCIENCE AND NANOTECHNOLOGIESСРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОПИСАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЛОТНОГО СЛОЯ ИЗ ЧАСТИЦ РАЗНОЙ ФОРМЫCOMPARATIVE ANALYSIS OF THE HYDRAULIC RESISTANCE DESCRIPTIONS IN A DENSE LAYER OF DIFFERENT SHAPE PARTICLESЮрьевБ. П.Yur’evB. P.

к.т.н., доцент кафедры «Теплофизика и информатика в металлургии»,

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Thermal Physics and Informatics in Metallurgy”,

19, Mira str., Ekaterinburg 620002

ГольцевВ. А.Gol’tsevV. A.

к.т.н., доцент кафедры «Теплофизика и информатика в металлургии»,

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Thermal Physics and Informatics in Metallurgy”,

19, Mira str., Ekaterinburg 620002

v.a.goltsev@urfu.ruЛуговкинВ. В.LugovkinV. V.

к.т.н., доцент кафедры «Теплофизика и информатика в металлургии»,

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Thermal Physics and Informatics in Metallurgy”,

19, Mira str., Ekaterinburg 620002

ЯрчукВ. Ф.YarchukV. F.

к.т.н., доцент кафедры «Теплофизика и информатика в металлургии»,

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Thermal Physics and Informatics in Metallurgy”,

19, Mira str., Ekaterinburg 620002

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. ЕльцинаРоссияUral Federal University named after the first President of Russia B.N. YeltsinRussian Federation201527112015589688695Copyright © Юрьев Б.П., Гольцев В.А., Луговкин В.В., Ярчук В.Ф., 20152015Юрьев Б.П., Гольцев В.А., Луговкин В.В., Ярчук В.Ф.Yur’ev B.P., Gol’tsev V.A., Lugovkin V.V., Yarchuk V.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/734

Приведены результаты анализа расчетных выражений, полученных разными исследователями, для определения величины гидравлического сопротивления плотного слоя, состоящего из различного вида частиц (шаровидные частицы, окатыши, частицы произвольной формы). В качестве критерия для выявления общих закономерностей зависимости гидравлического сопротивления слоя от температуры и скорости фильтрации был использован приведенный коэффициент гидравлического сопротивления. Показано, что на характер зависимости гидравлического сопротивления слоя от порозности практически не влияет форма частиц. Рекомендована формула, с помощью которой достаточно надежно можно рассчитывать коэффициент гидравлического сопротивления слоя окатышей при их естественной засыпке и отсутствии значительного количества мелочи, а, следовательно, определять потери энергии в самом слое и в целом по всему газовоздушному тракту обжиговых установок.

The results of the analysis of calculated expressions obtained by different researchers to determine the hydraulic resistance of the dense layer consisting of different types (spherical particles, pellets, particles of arbitrary shape) were presented. The powered hydraulic resistance coeffi cient was used as a criterion to identify common patterns depending on the hydraulic resistance of the layer on the temperature and the rate of fi ltration. It is shown that depending on the nature of the hydraulic resistance of the layer porosity hardly affects the shape of the particles. The authors have recommended the formula by which you can reliably calculate the coefficient of hydraulic resistance of the pellet layer in their natural filling and the absence of a signifi cant amount of detail, and therefore determine the energy loss in the layer and in general throughout the gas path in roasting plants.

слойчастицыокатышианализгидравлическое сопротивлениепорозностьскорость фильтрациипотери энергииlayerparticlespelletsanalysisfl ow resistanceporosityfi ltration rateenergy lossReferencesРовенский И.И., Бережной Н.Н. Исследование газопроницаемости слоя окатышей // Изв. вуз. Черная металлургия. 1964. № 1. С. 27 – 32.Chechetkin A.V. Vysokotemperaturnye teplonositeli [High-temperature heat transfers]. Moscow-Leningrad: Gosenergoizdat, 1962. 424 p. (In Russ.).Кузнецов Р.Ф., Мерзляков Ю.И., Антуганова Г.М. Газопроницаемость неподвижного слоя железорудных окатышей: Сб. научных трудов ВНИИМТ «Теплотехника обжиговых и агломерационных машин конвейерного типа. Теплофизика сталеплавильных процессов». – М.: Металлургия, 1969. № 18. С. 11 – 14.Rovenskii I.I, Berezhnoi N.N. Investigation of gas permeability of pellets layer. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 1964, no. 1, pp. 27–32. (In Russ.).Schultr H.J., Abel O. Durckstörmung-sverhaltenvon FormkoksErz-Stükkoks-Systemen // Arch. Eisenhüttenw. 1974. 45. No. 5. S. 279 – 285.Chervotkin V.V., Minaev Yu.E. The aerodynamic drag of lump ore. In: sb. nauchnykh trudov VNIIMT “Teplotekhnika podgotovki metallurgicheskogo syr’ya” [Proceedings of VNIIMT “Heat preparation of metallurgical raw materials”]. Moscow: Metallurgiya, 1969, no. 16, pp. 67–75. (In Russ.).Логинов В.И., Соломатин С.М., Корж А.Т. Газопроницаемость агломерата и окатышей: Сб. «Металлургия и коксохимия». – Киев: Техника, 1970. № 19. С. 46 – 51.Kuznetsov R.F., Merzlyakov Yu.I., Antuganova G.M. The gas permeability of the fi xed bed of iron ore pellets. In: sb. nauchnykh trudov VNIIMT “Teplotekhnika obzhigovykh i aglomeratsionnykh mashin konveiernogo tipa. Teplofizika staleplavil’nykh protsessov” [In: Proceedings of VNIIMT: “Heat engineering of firing and sintering machines of conveyor type. Thermal physics of steelmaking processes]. Moscow: Metallurgiya, 1969, no. 18, pp. 11–14. (In Russ.).Стефанович М.А., Сибагатуллин С.К., Гущин Д.Н. Закономерности движения шихты и газа в доменной печи / Под ред. С.К. Сибагатуллина. – Магнитогорск: Изд-во МГТУ им. Г.И. Носова, 2011. – 161 с.Bratchikov C.G., Berman Yu.A., Belotserkovskii Ya.L. Teplotekhnika okuskovaniya zhelezorudnogo syr’ya [Heat engineering of iron ore agglomeration]. Moscow: Metallurgiya, 1970. 343 p. (In Russ.).Гидравлический расчет трубопроводов и выбор тягодутьевых средств, обеспечивающих работу промышленных печей / С.Н. Гущин, М.Д. Казяев, Е.В. Киселев и др. – Екатеринбург: Изд-во УрФУ, 2011. – 140 с.Schultr H.J., Abel O. Durck störmung-sverhalten von FormkoksErz-Stükkoks-Systemen. Arch. Eisenhüttenw, 1974. 45, no. 5, pp. 279–285.Чукин В.В., Кузнецов Р.Ф. Гидравлическое сопротивление неподвижного плотного слоя: Сб. науч. тр. ВНИИМТ «Теплотехника подготовки металлургического сырья». – М.: Металлургия, 1969. № 16. С. 50 – 59.Chukin V.V., Kuznetsov R.F. Hydraulic resistance of fixed and moving layers of lump materials. In: sb. nauchnykh trudov VNIIMT “Obzhig rud, plavil’nye pechi, nagrev i okhlazhdenie stali” [Proceedings of VNIIMT “Firing of ores, melting furnaces, heating and cooling of steel”]. Sverdlovsk: VNIIMT, 1967, no. 17, pp. 26–33. (In Russ.).Бернштейн Р.С., Померанцев В.В., Шагалова С.Л. Обобщенный метод расчета аэродинамического сопротивления загруженных сечений: Сб. «Вопросы аэродинамики и теплопередачи в котельно-топочных процессах» / Под ред. Г. Ф. Кнорре. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1958. С. 267 – 289.Loginov V.I., Solomatin S.M., Korzh A.T. Gas permeability of sinter and pellets. In: Metallurgiya i koksokhimiya [Metallurgy and coke industry]. Kiev: Tekhnika, 1970, no. 19, pp. 46–51. (In Russ.).Чечеткин А.В. Высокотемпературные теплоносители. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962. – 424 с.Stefanovich M.A., Sibagatullin S.K., Gushchin D.N. Zakonomernosti dvizheniya shikhty i gaza v domennoi pechi: monografiya [Laws of motion of charge and gas in blast furnace: A monograph]. Sibagatullin S.K. ed. Magnitogorsk: Izd-vo Magnitogorsk. gos. tekh. un-ta im. G.I. Nosova, 2011, 161 p. (In Russ.).Червоткин В.В., Минаев Ю.Е. Аэродинамическое сопротивление кусковой руды: Сб. науч. тр. ВНИИМТ «Теплотехника подготовки металлургического сырья». – М.: Металлургия, 1969. № 16. С. 67 – 75.Gushchin S.N., Kazyaev M.D., Kiselev E.V., Shavrin V.S., Yur’ev B.P. Gidravlicheskii raschet truboprovodov i vybor tyagodut’evykh sredstv, obespechivayushchikh rabotu promyshlennykh pechei [Hydraulic calculation of pipelines and forced-draft choice of means to ensure the work of industrial furnace]. Ekaterinburg: Izd-vo Ural’skogo fed. un-ta, 2011, 140 p. (In Russ.).Теплотехника окускования железорудного сырья / C.Г. Братчиков, Ю.А. Берман, Я.Л. Белоцерковский и др. – М.: Металлургия, 1970. – 343 с.Chukin V.V., Kuznetsov R.F. Hydraulic resistance of the still dense layer. In: sb. nauchnykh trudov VNIIMT “Teplotekhnika podgotovki metallurgicheskogo syr’ya” [Proceedings of VNIIMT “Heat preparation of metallurgical raw materials”]. Moscow: Metallurgiya, 1969, no. 16, pp. 50–59. (In Russ.).Чукин В.В., Кузнецов Р.Ф. Гидравлическое сопротивление неподвижного и подвижного слоев кусковых материалов: Сб. науч. тр. ВНИИМТ «Обжиг руд, плавильные печи, нагрев и охлаждение стали». – Свердловск: ВНИИМТ, 1967. № 17. С. 26 – 33.Bernshtein R.S., Pomerantsev V.V., Shagalova S.L. The generalized method of calculating the aerodynamic resistance of the loaded sections. In: Voprosy aerodinamiki i teploperedachi v kotel’no-topochnykh protsessakh [Questions of aerodynamics and heat transfer in the boiler-furnace process]. Knorre G.F. ed. Moscow-Leningrad: Gosenergoizdat, 1958, pp. 267–289. (In Russ.).Chechetkin A.V. Vysokotemperaturnye teplonositeli [High-temperature heat transfers]. Moscow-Leningrad: Gosenergoizdat, 1962. 424 p. (In Russ.).Chechetkin A.V. Vysokotemperaturnye teplonositeli [High-temperature heat transfers]. Moscow-Leningrad: Gosenergoizdat, 1962. 424 p. (In Russ.).Chervotkin V.V., Minaev Yu.E. The aerodynamic drag of lump ore. In: sb. nauchnykh trudov VNIIMT “Teplotekhnika podgotovki metallurgicheskogo syr’ya” [Proceedings of VNIIMT “Heat preparation of metallurgical raw materials”]. Moscow: Metallurgiya, 1969, no. 16, pp. 67–75. (In Russ.).Chervotkin V.V., Minaev Yu.E. The aerodynamic drag of lump ore. In: sb. nauchnykh trudov VNIIMT “Teplotekhnika podgotovki metallurgicheskogo syr’ya” [Proceedings of VNIIMT “Heat preparation of metallurgical raw materials”]. Moscow: Metallurgiya, 1969, no. 16, pp. 67–75. (In Russ.).Bratchikov C.G., Berman Yu.A., Belotserkovskii Ya.L. Teplotekhnika okuskovaniya zhelezorudnogo syr’ya [Heat engineering of iron ore agglomeration]. Moscow: Metallurgiya, 1970. 343 p. (In Russ.).Bratchikov C.G., Berman Yu.A., Belotserkovskii Ya.L. Teplotekhnika okuskovaniya zhelezorudnogo syr’ya [Heat engineering of iron ore agglomeration]. Moscow: Metallurgiya, 1970. 343 p. (In Russ.).Chukin V.V., Kuznetsov R.F. Hydraulic resistance of fixed and moving layers of lump materials. In: sb. nauchnykh trudov VNIIMT “Obzhig rud, plavil’nye pechi, nagrev i okhlazhdenie stali” [Proceedings of VNIIMT “Firing of ores, melting furnaces, heating and cooling of steel”]. Sverdlovsk: VNIIMT, 1967, no. 17, pp. 26–33. (In Russ.).Chukin V.V., Kuznetsov R.F. Hydraulic resistance of fixed and moving layers of lump materials. In: sb. nauchnykh trudov VNIIMT “Obzhig rud, plavil’nye pechi, nagrev i okhlazhdenie stali” [Proceedings of VNIIMT “Firing of ores, melting furnaces, heating and cooling of steel”]. Sverdlovsk: VNIIMT, 1967, no. 17, pp. 26–33. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.