冶金反應(yīng)器內(nèi)自由表面的模擬.pdf

1、冶金反應(yīng)器內(nèi)的自由表面是鋼液與空間的接觸面.直接研究冶金反應(yīng)器內(nèi)高溫流體的自由表面形狀是比較困難的.該文通過數(shù)值模擬和物理模擬來研究冶金反應(yīng)器內(nèi)的流體流動(dòng)和液面波動(dòng)情況.該文在全面分析中間包自由表面流動(dòng)的基礎(chǔ)上,建立了數(shù)學(xué)模型,并彩SOLA-VOF方法與SIMPLEC算法相結(jié)合,對這一模型進(jìn)行了數(shù)值求解.SOLA-VOF方法是建立在流體體積概念的基礎(chǔ)上,處理有任意自由邊界問題的更靈活、更有效的一種方法.該文采用該方法,模擬計(jì)算了在安置不

2、同控流裝置時(shí),中間包內(nèi)不同時(shí)刻流體的速度分布和自由表面波形.物理模擬不僅可以克服問題的復(fù)雜性、高溫及測試手段的限制,而且可以驗(yàn)證數(shù)值模擬的結(jié)果,完善數(shù)學(xué)模型.該文根據(jù)相似原理,采用了1:3的水模型對中間包液面波動(dòng)進(jìn)行了物理模擬,用浪高儀測量了中間包內(nèi)不同測點(diǎn)的波高,找出了影響液面波動(dòng)的敏感因素,從而為優(yōu)化設(shè)計(jì)中間包、確定合理的拉速、減少卷渣的發(fā)生提供了有利的依據(jù).同時(shí),采用了1:1的雙輥薄帶水模型,對雙輥熔池內(nèi)液面的波動(dòng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測量;