·370· 北京科技大学学报 2004年第4期 之间的反应：而与溶解在其中的碳的反应是液体 为此编制了通过实验数据计算发泡特性参数的 和液体之间的反应，这两者的区别在于反应速度 计算程序 常数k和传热系数a,的差别.需要指出的是，由于 高温反应的复杂性，K不能通上式直接计算出. 2发泡特性参数计算程序 对流传热系数受到许多因素的影响，对于不 编程的主体是对实验中测定的泡沫高度进 同的过程，这些因素的影响程度亦不同.对流给 热系数与各因素的函数关系如下式： 行处理，求出发泡过程参数.该程序由界面、输 入、核心处理、数据输出、图形、数据库和打印模 a=f八，入，Cep,v,tn,t,L,φ) (5) 块组成，其中核心处理模块为该程序的关键，发 发泡系数与对流传热系数和反应速度常数 泡系数、消泡系数、平均寿命和发泡强度的计算 有关，两种不同反应的发泡系数不同和主要影响 都包括在这个模块之内，数据输出和图形模块可 因素不同 内生气源的发泡高度是渣中产生气体和排 以将发泡过程和消泡过程的变化直观地表示出 出气体的平衡，当产生的气体为零，或排出 来，并能反映出曲线的啮合情况.数据库模块包 的气体远远大于生成的气体，式()可以写成如 括对数据的贮存、编辑和调用的功能.整个程序 使用简便，易于维护和升级. 下两种形式： dhK()-kch 设计选用的操作系统为Windows9X.考虑到 dr S (6 数据的特点是数据固定但数据内容较多，所以选 dh =-h dt (7) 择CfileDatabase数据库，程序设计语言为Micro- 式(6)和(7)分别为发泡和消泡微分方程.将内生 soft Visual C++6.0.程序的框图如图I所示. 气源产生气体的式(4)代入式(6)，并对式（⑥）和（⑦） 在核心处理模块中，首先调入数据，确定' 积分（积分限分别为01'和0-h':t1"和h0),可得 由输入或数据库文件得到数据，用CheckPar- 渣中氧化物被碳还原引起的发泡过程在发泡和 ameter(0函数来检查各点是否在范围内.由于熔 消泡两种情况下泡沫高度和时间的关系式： 渣发泡高度是在单位面积上内生气源供给气体 h-oe-e門 0≤tt' (8) 量与从泡沫中排出气体量之间的差.在反应后期 h=h'e M-n t'≤t≤t" (9) 完全有可能存在着生成气体小于排出气体的情 tv=i1+元2 0≤tst" 程序开始 a=依-e[e-）g 1 11 0≤t≤t" (10) 是 =01-1 用数据库吗？ t'≤tst" 否 i=iti 0≤t≤t" 手工输入数据 67-eE-X收 调用数据库数据 0≤t5f'(11) Sh' 确定值 6-7e0-1-ey t'stst" 式(8)(11)给出了定量描述内生气源引起的 确定消泡系数 发泡参数，其中发泡系数K和消泡系数k定量描 述发泡和消泡程度：平均发泡寿命t和发泡强度 确定发泡系数 定量说明整个过程的发泡情况：消泡过程开始 的时间'表明计算的还原反应结束的时间.这些 确定平均发泡寿命和发泡强度作出图形观察 参数可以区别渣中氧化物被还原引起的不同发 泡过程.如前所述，发泡系数K不能直接计算得 继续计算吗？ 到，其他的发泡参数也无法计算出.通过实验可 以得到不同过程的发泡高度和时间关系，用实验 结来☐ 数据拟合式（⑧）和(9)，即确定了不同过程发泡系 图1计算程序框图 数K和消泡系数k,进而确定了其他的发泡参数. Fig.1 Diagramm of the computer program一 3 7 0 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 04 年 第 4 期 之 间的反 应 ; 而与 溶解 在 其 中 的碳 的反应 是 液 体 和液 体之 间 的反 应 , 这 两 者 的区 别在 于 反应 速 度 常数么和 传 热系 数 a : 的差 别 . 需要指 出的 是 , 由于 高温 反 应 的 复杂 性 , K 不 能通 上式 直 接 计算 出 . 对 流 传热 系 数 受到 许 多 因素 的影 响 , 对 于 不 同 的过程 , 这 些 因 素 的影 响 程度亦 不 同 . 对 流给 热 系 数 与各 因素 的 函 数 关 系 如 下式 : a = f( 、 , ,又 , 你 ,P , v , ` , 以劝) ( 5 ) 发 泡 系 数 与 对 流 传 热 系数 和 反 应 速度 常 数 有 关 , 两 种不 同反应 的发 泡 系数 不 同 和主 要影 响 因 素 不 同 . 内生 气 源 的发 泡 高 度 是渣 中产 生 气 体 和 排 出气 体 的 平 衡 , 当 产 生 的气 体 g (t) 为零 , 或 排 出 的气 体 远 远 大 于生 成 的气 体 , 式 ( 1) 可 以写 成 如 下两 种 形 式 : 为此 编 制 了通 过 实 验 数 据 计 算 发 泡特 性 参 数 的 计算 程 序 . ù 产、、户. 67 汀 . ` 了`. 祭 、 一 粤 一 hk 一 豁一hk 式 (6 ) 和 (7 ) 分 别 为 发泡 和 消 泡 微分 方 程 . 将 内生 气 源产 生气 体 的 式 (4) 代 入 式 ( 6 ) , 并 对 式 (6) 和 (7) 积 分 ( 积分 限 分别 为 0一扩和 O一h ` ; 卜尸和 h 与 0) , 可 得 渣 中氧 化物 被碳 还 原 引起 的发 泡 过 程 在 发 泡 和 消泡 两 种 情 况下 泡 沫 高 度和 时间 的 关系 式 : 10(98 n = 石了 r 犷-火一 节兀 气e ’ 、 ’ 一 e ~ ) U s l < r O 气K 一人) h = h ,e 一 双`一` ) t `三 t三 t , , 0 三 t 兰 t 护尸 2 发 泡 特性参数 计 算程 序 编 程 的主 体 是对 实验 中 测 定 的 泡 沫 高 度 进 行 处 理 , 求 出发 泡 过程 参 数 . 该 程 序 由界 面 、 输 入 、 核 心 处理 、 数 据 输出 、 图形 、 数 据 库和 打 印模 块 组成 . 其 中核 心处 理 模 块 为该 程 序 的关 键 , 发 泡 系数 、 消 泡 系数 、 平 均 寿命 和 发 泡 强度 的 计算 都包 括在 这 个模 块 之 内 . 数据 输出和 图形 模 块可 以将 发泡 过 程 和 消 泡 过 程 的变 化 直观 地 表 示 出 来 , 并 能反 映 出 曲线的 啮合 情 况 , 数 据 库 模块 包 括对 数 据 的贮 存 、 编辑 和 调 用 的功 能 . 整 个程序 使 用 简便 , 易于 维 护和 升 级 . 设 计选 用 的操 作 系统 为 Wi n d o w s g X . 考 虑 到 数 据 的特 点 是数据 固定但 数 据 内容 较 多 , 所 以选 择 C if le D a t a b as e 数 据 库 . 程 序 设计 语 言为 iM cor - so ft iV s aul C 十十 6 :0 程序 的框 图如 图 l 所 示 . 在 核心 处 理 模块 中 , 首先 调 入 数据 , 确 定’.h 由输 入 或 数 据 库 文 件 得 到 数 据 , 用 C h ce kP 盼 am e t e r () 函数 来 检 查各 点是 否在 范 围内 . 由于熔 渣 发泡 高度 是 在 单 位 面 积 上 内生 气源 供给气 体 量 与 从泡 沫 中排 出气体 量之 间的差 . 在 反 应后 期 完全 有 可 能 存 在 着 生 成 气 体 小 于排 出气 体 的情 ar v = 乙+ 元 瓦不瑞认 不 {民 一 刹谙 一刹 。 一 箭 〔`一 ” 〕 0 三 I 三 t , 尸三 t三 t ” 二 1 1+ ’l2 0 兰 t 三 t , , _ 1 「` e 一 妇 e 一 tK 、 . 1 1 了 _ _ _ 一 严获不巧已骊氏下一了j 十了 一 刘 ” 习到 ` l( ) hS ` 二砚兴斗 , 下 「l 一 e孟` 1 , 甘机 f 一 不厂 t `感 t` t , 尸 · l · 1 . 处 `. 1 式 (8) 一( 11) 给 出 了定 量 描 述 内生 气 源 引起 的 发 泡 参数 . 其 中发 泡 系数 K 和 消泡 系 数 k 定量 描 述 发泡 和 消泡 程 度 ; 平均 发 泡寿 命 vaT 和 发泡 强 度 i定 量 说 明整 个 过 程 的发 泡 情 况 ; 消泡 过 程 开 始 的 时 间t’ 表 明计 算 的 还 原 反应 结 束 的 时间 . 这 些 参 数 可 以区 别 渣 中氧 化 物 被 还 原 引起 的 不 同 发 泡 过 程 10 . 如 前 所述 , 发泡 系数 K 不 能直 接 计 算得 到 , 其 他 的发 泡 参数 也无 法 计 算 出 . 通 过实 验可 以得 到不 同过 程 的 发泡 高度 和 时 间关 系 , 用 实验 数 据拟 合 式 ( 8) 和 (9) , 即确 定 了 不 同过程 发泡 系 数 K 和 消 泡 系数 k , 进 而确 定 了其他 的发泡 参数 , 程序开始 手工 输入数据 调用 数据库数据 确 定消泡 系数 确 定发泡 系数 结束 图 1 计 算程 序框 图 F i g . l D i a g ar m m o f t h e c o m P u t e r P or g r a