УДК 544:536.46:541.128

П. С. Гринчук1, С. И. Дмитриев1, Б. Б. Хина2

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОЙ ОКАЛИНЫ ПРОДУКТАМИ КОНВЕРСИИ МЕТАНА В ПЛАЗМЕННОЙ СТРУЕ. II. ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОС
Разработана математическая модель восстановления мелкодисперсных частиц окалины в высокотемпературной газовой среде на основе продуктов конверсии метана. В модели учитываются движение газа и частиц в потоке, теплообмен частица-газ и газ-стенка реактора, плавление твердой частицы окалины (FeO) в приближении тепловой задачи Стефана и движение фронта превращения FeO/Fe в индивидуальной частице в приближении диффузионной задачи Стефана. Результаты моделирования сопоставлены с имеющимися экспериментальными данными. Определены теплофизические условия для осуществления данного процесса, обеспечивающие восстановление окалины до чистого железа. Рассмотрен возможный механизм превращения окалины в железо в частице. Ключевые слова: внепечное восстановление окалины, железо, плазменная обработка, моделирование, задача Стефана, тепло- и массоперенос. 1Институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова НАН Беларуси. 220072, г. Минск, ул. П. Бровки, 15; э-почта: gps@hmti.ac.by. 2Физико-технический институт НАН Беларуси. 220141, г. Минск, ул. акад. Купревича, 10. Поступила 16.06.2011.