兩流T型連鑄中間包結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、本文通過物理模擬和數(shù)學(xué)模擬對兩流T型中間包流體流動控制進行了研究，提出了最佳的中間包結(jié)構(gòu)。根據(jù)原型中間包的幾何形狀和尺寸，在實驗室中以1∶2.5相似比建立了中間包的模型，保持弗魯?shù)聹蕯?shù)相等進行物理模擬實驗。根據(jù)連續(xù)性方程、動量方程、湍動能方程、湍動能耗散率方程以及能量方程建立描述中間包內(nèi)流體流動和傳熱的數(shù)學(xué)模型，利用大型商業(yè)模擬軟件FLUENT分別對實驗方案1（原方案）、實驗方案10和14這三種方案下的中間包流場、溫度場進行數(shù)值模擬計算

2、。
　　通過物理模擬實驗結(jié)果可知，實驗方案1中間包結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為最小停留時間、峰值時間和平均停留時間小，而死區(qū)體積分率大。最小停留時間為35s，峰值時間為103s左右，平均停留時間約為273s，活塞流體積分率約為17.8％，死區(qū)體積分率為29.5％。同實驗方案1相比，采用實驗方案10，中間包流體流動特性最小停留時間增加251％，峰值時間增加92％，平均停留時間增加26％，活塞流體積分率擴大133％，死區(qū)體積分率減小61％。表明采用湍控

3、器、堰和壩的組合作為該中間包的控流裝置，可以大幅度改善中間包的流體流動特性。
　　通過對不同中間包結(jié)構(gòu)對稱面、自由液面、水口縱截面以及水口內(nèi)側(cè)100mm處縱截面的流場的分析，可以看到在原方案中間包結(jié)構(gòu)中，鋼液從導(dǎo)流隔墻流出后，在中間包澆注區(qū)的液面形成流速較大的流動，在近液面處存在一個較大的回流區(qū);實驗方案10的控流裝置對連鑄中間包內(nèi)鋼液的流動有較大的改善，鋼液液面更加平穩(wěn)，鋼液流動軌跡較長，保證鋼液在中間包內(nèi)有足夠的停留時間，更利