نام پژوهشگر: رضا دهقانی یزدلی
رضا دهقانی یزدلی قنبرعلی شیخ زاده
در این تحقیق، تاثیر تزریق گاز بر دینامیک سیال و اختلاط درون یک مبدل ذوب مس به صورت آزمایشگاهی مطالعه شده است. برای این منظور، یک مدل سرد آزمایشگاهی در مقیاس 1:5 از یک نوع خاص از مبدل های ذوب مس صنعتی، بر اساس برقراری تشابه هندسی بین مدل و نمونه صنعتی، طراحی و ساخته شده است. به منظور مشاهده رفتار جریان سیال، مدل از جنس پلکسی گلاس انتخاب شده است. همچنین، آب و هوا به ترتیب به عنوان مذاب مس و گاز به کار گرفته شده اند. به منظور اندازه گیری زمان اختلاط درون مدل، از روش تزریق اسید سولفوریک استفاده شده است. آزمایش ها در شرایط دبی هوای 10، 15، 17 و 20 لیتر بر دقیقه و عمق غوطه وری لنس 5/8، 5/9، 5/10 و 5/11 سانتی متر انجام شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش دبی هوا و همچنین عمق غوطه وری لنس، زمان اختلاط کاهش می یابد و کمترین زمان اختلاط مربوط به دبی هوای 20 لیتر بر دقیقه و عمق غوطه وری لنس 5/11 سانتی متر می باشد. از طرفی، افزایش بیش از حد دبی هوای تزریقی باعث به وجود آمدن و تشدید اثرات ناخواسته ای مانند پاشش های بیش از حد و موجدار شدن سطح سیال درون مدل می شود. همچنین در عمق غوطه وری لنس 5/11 سانتی متر، جت هوای تزریقی به دیواره کف مدل برخورد کرده که این مطلب بیانگر این است که در نمونه صنعتی واقعی، چنین تزریقی باعث فرسایش آجرهای نسوز کف مبدل ذوب می شود که مطلوب نیست. در نتیجه، با مقایسه بین حالات مختلف دمش و در نظر گرفتن این ملاحظات، حالت بهینه دمش هوا برای مدل، دبی 15 لیتر بر دقیقه و عمق غوطه وری لنس 5/10 سانتی متر انتخاب می شود. با توجه به برقراری تشابه دینامیکی بین مدل و نمونه صنعتی آن، حالت بهینه برای دمش گاز در مبدل ذوب واقعی در نظر گرفته در این تحقیق، دبی گاز 58/191 متر مکعب بر ساعت و عمق غوطه وری لنس 5/52 سانتی متر می باشد.