Název projektu
Modelové studium přechodových dějů v kovové lázni pomocí fyzikálního a numerického modelování a modernizace stávajících modelových zařízení
Kód
SP/201014
Řešitel
Školitel řešitele projektu
prof. Ing. Karel Michalek, CSc.
Období řešení projektu
01. 01. 2010 - 31. 12. 2010
Předmět výzkumu
Projekt bude zaměřen na podporu výzkumu prováděného v rámci řešení doktorských disertačních prací a diplomových prací v oblasti fyzikálního modelování přenosových pochodů studovaných pomocí fyzikálních a numerických modelů metalurgických agregátů. V rámci projektu budou provedeny experimentální práce na zmenšeném fyzikálním modelu licí pánve (studium homogenizačních a přechodových procesů v lázni) a mezipánve (studium vlivu dopadových míst, hrázek, různé míry doplňování a přepážek na retenční časy).
V oblasti numerického modelování bude pozornost zaměřena na výzkum proudění kovové taveniny v metalurgických reaktorech při dmýchání inertního plynu pomocí různých modifikacích přívodu tohoto plynu do reaktoru. Pomocí CFD programů budou řešeny i otázky solidifikace kovové taveniny. Dále bude provedeno vyhodnocení výsledků a jejich matematicko-statistické zpracování a ve vhodných případech bude provedena konfrontace výsledků fyzikálního a numerického modelování.
Členové řešitelského týmu
doc. Ing. Karel Gryc, Ph.D.
prof. Ing. Markéta Tkadlečková, Ph.D.
prof. Ing. Karel Michalek, CSc.
Ing. Zbyněk Hudzieczek
Ing. Petr Faruzel
Ing. Petr Klus, Ph.D.
Bc. David Karch
prof. Ing. Karel Michalek, CSc.
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)
Řešení projektu bude zaměřeno na modelové studium přenosových jevů probíhajících v metalurgických reaktorech při interakci kovové taveniny s přiváděným inertním plynem. Budou studovány zákonitosti tvorby bublin argonu a jejich vyplouvání k mezifázovému rozhraní tavenina – plyn. Bude studován vliv výkonových parametrů vnášených přiváděným plynem do kovové taveniny na průběh přenosových procesů mezi kovem a struskou.
Modelové studium bude provedeno na fyzikálním modelu licí pánve (1:9) a modelu mezipánve (1:4). V případě mezipánve bude zkoumán vliv dopadových míst, hrázek, přepážek, přeplňování ad. na charakter proudění oceli. V případě licí pánve bude zkoumán zejména vliv pozice dmyšné tvárnice, průtoku homogenizačního plynu, hmotnosti strusky a dalších parametrů na přenosové procesy. V průběhu celého roku 2010 budou rovněž kontinuálně probíhat numerické výpočty metalurgických procesů. Zadání výpočtů bude zaměřeno zejména na proudění oceli v metalurgických reaktorech (licí pánev a mezipánev) a solidifikaci během odlévání oceli.
Výstupem projektu bude:
- získání experimentálních dat pro zpracování disertačních a diplomových prací,
- další zavádění a standardizování nové metodiky měření na fyzikálních modelech,
- zavedení úloh fyzikálního modelování do běžné výuky magisterského a doktorského studijního programu Metalurgické inženýrství,
- zpracované výstupy z fyzikálních a numerických modelů budou publikovány ve formě článků na tuzemských i mezinárodních konferencích.
Časový harmonogram řešení projektu :
1. Příprava a další úpravy experimentálního zařízení 2-3/2010
2. Fyzikální modelování na modelu licí pánve 4-6/2010
3. Fyzikální modelování na modelu mezipánve 6-8/2010
4. Provedení numerických simulací 4-10/2010
5. Vyhodnocení výsledků a zpracování závěrečné zprávy 11-12/2010