Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu so sánh sự hòa tan silicon trong nhôm nóng chảy dưới các điều kiện dòng chảy khác nhau Phần II: Dòng chảy hai pha
Tóm tắt
Tiếp nối một nghiên cứu về sự hòa tan Silicon trong nhôm nóng chảy, tác động của việc khuấy khí được xem xét. Các yếu tố như tốc độ dòng khí, tốc độ dòng chất lỏng, vị trí của gậy tiêm khí phía trên và nhiệt độ của bể được định lượng ảnh hưởng đến tỷ lệ hòa tan. Tốc độ dòng khí cao hơn tạo ra bọt lớn hơn trong khi tần suất bọt vẫn tương đối không đổi. Điều này dẫn đến các tốc độ biến thiên do bọt gây ra lớn hơn, qua đó làm tăng tỷ lệ hòa tan. Ở tốc độ dòng chất lỏng thấp hơn, tác động của việc khuấy khí được định vị xung quanh gậy tiêm. Bằng cách tăng tốc độ, tác động của việc khuấy khí được truyền sâu hơn vào trong bể. Sự gia tăng tỷ lệ hòa tan thay đổi tùy theo tốc độ dòng chất lỏng và các giải thích được đưa ra. Khi kết hợp với dòng chảy tổng, việc khuấy khí làm tăng tỷ lệ hòa tan bất kể vị trí của gậy tiêm. Ngoài ra, sự gia tăng tỷ lệ hòa tan do tiêm khí giảm ở các nhiệt độ quá nhiệt cao hơn, vì nhiệt độ bể cao hơn làm tăng độ dày biên giới khối lượng. Hơn nữa, tỷ lệ hòa tan không có khuấy khí (dòng chảy đơn pha) và có khuấy khí (dòng chảy hai pha) được so sánh về hệ số truyền khối lượng trung bình. Được phát hiện rằng, với cùng tốc độ dòng chất lỏng, các hệ số truyền khối lượng trung bình cao hơn trong dòng chảy hai pha so với trong dòng chảy đơn pha. Cuối cùng, một sự gia tăng vào tốc độ dòng chảy đơn pha sẽ được yêu cầu để đạt được sự tương đương với sự gia tăng tỷ lệ hòa tan của dòng chảy hai pha được chứng minh.
Từ khóa
#hòa tan silicon #nhôm nóng chảy #khuấy khí #dòng chảy hai pha #hệ số truyền khối lượngTài liệu tham khảo
D. Doutre: Novelis Global Technology Center, Kingston, ON, personal communication, 2013.
T. Bourgeois, A. Chapdelaine, A. Larouche: Recent Metallurgical Advances in Light Metals Industries, The Metallurgical Society of CIM, Toronto, 1995, pp. 390–400.
D. Mazumdar and R. I. L. Guthrie: ISIJ Int., 1995, vol. 35, no. 1,pp. 1-20.
D. Mazumdar and J. W. Evans: ISIJ Int., 2004, vol. 44, no. 3, pp. 447-461.
R. Lumely, Fundamentals of aluminium metallurgy: production, processing and applications, Woodhead Publishing Ltd, Cambridge, 2011.
M. Seyed Ahmadi, S.A. Argyropoulos, M. Bussmann, and D. Doutre: Metall. Mater. Trans. B, 2015, DOI:10.1007/s11663-015-0299-9.
K. Nakanishi, T. Fujii and J. Szekely: Ironmak.Steelmak., 1975, vol. 2, no. 3,pp. 193-197.
Y. Sundberg: Scand. J. Metall., 1978, vol. 7, pp. 81-87.
J. K. Wright: Metall. Trans. B, 1989, vol. 20, no.3, pp. 363-374.
M. Lance and J. Bataille: J. Fluid Mech., 1991, vol. 222, pp. 95-118.
C. S. Mathpati and J. B. Joshi: Ind. Eng. Chem. Res., 2007, vol. 46, no. 25, pp. 8525-8557.
P. Harriott: Chem. Eng. Sci., 1962, vol. 17, no. 3, pp. 149-154.
S. Taniguchi, M. Ohmi, S. Ishiura and S. Yamauchi: Trans. Iron Steel Inst.Jpn., 1983, vol. 23, no. 7, pp. 565-570.
M. Iguchi, J. Tani, T. Uemura and Z. Morita: ISIJ Int., 1989, vol. 29, no. 8, pp. 658-665.
D. Mazumdar, S. K. Kajani and A. Ghosh: Steel Res., 1990, vol. 61, no. 8, pp. 339-346.
A. K. Singh and D. Mazumdar: Metall.Mater. Trans. B, 1997, vol. 28, no. 1, pp. 95-102.
J. Szekely, H. H. Grevet and N. El-Kaddah: Int.J.Heat Mass Transfer, 1984, vol. 27, no. 7, pp. 1116-1121.
S. Taniguchi, M. Ohmi and S. Ishiura: Trans. Iron Steel Inst. Jpn., 1983, vol. 23, no. 7, pp. 571-577.
J. Szekely, T. Lehner and C. W. Chang: Ironmak.Steelmak., 1979, vol. 6, no. 6, pp. 285-293.
N. El-Kaddah, J. Szekely and G. Carlsson: Metall. Trans. B, 1984, vol. 15, no. 4,pp. 633-640.
Q. Fu, D. Xu and J. W. Evans: Metall.Mater. Trans. B, 1998, vol. 29, no. 5, pp. 971-978.
M. Iguchi, T. Chihara, N. Takanashi, Y. Ogawa, N. Tokumitsu and Z. Morita: ISIJ Int., 1995, vol. 35, no. 11,pp. 1354-1361.
G. A. Irons and R. I. L. Guthrie: Metall. Trans. B, 1978, vol. 9B, no. 1, pp. 101-110.
R. Clift, J. R. Grace and M. E. Weber: Bubbles, Drops, and Particles, Academic Press, New York, 1978.
M. G. Nicholas, D. A. Mortimer, L. M. Jones and R. M. Crispin: J. Mater. Sci., 1990, vol. 25, no. 6, pp. 2679-2689.
H. Fujii, H. Nakae and K. Okada: Acta Metall. Mater., 1993, vol. 41, no. 10, pp. 2963-2971.
M. Seyed Ahmadi: Ph.D. Thesis, University of Toronto, Toronto, 2014.
A. Kondjoyan and J. D. Daudin: Int. J. Heat Mass Transfer, 1995, vol. 38, no. 10, pp. 1735-1749.
E. W. Comings, J. T. Clapp and J. F. Taylor: Ind. Eng. Chem. Res., 1948,vol. 40, no. 6, pp. 1076-1082.
V. G. Levich: Physicochemical Hydrodynamics,Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J., 1962.
G. S. Ershov, A. A. Kasatkin and A. A. Golubev: Izvestiya AN SSSR: Metally, 1979, vol. 2, no. 2, pp. 77-79.
Y. Kim and R. D. Pehlke: Metall. Trans., 1974, vol. 5, pp. 2527-2532.
D.R. Poirier and G.H. Geiger: Transport Phenomena in Materials Processing, Minerals, Metals & Materials Society, Warrendale, PA, 1994.
M. J. Assael, K. Kakosimos, R. M. Banish, J. Brillo, I. Egry, R. Brooks, P. N. Quested, K. C. Mills, A. Nagashima, Y. Sato and W. A. Wakeham: J. Phys. Chem. Ref. Data, 2006, vol. 35, no. 1, pp. 285-300.
J. S. Kim, S. M. Kim, H. D. Kim, H. S. Ji and K. C. Kim: ExpFluids, 2012, vol. 53, no. 1, pp. 21-35.
P. Bradshaw: Aeronaut. J., 1972, vol. 76, pp. 403-418.