湍流控制器對(duì)T形中間包鋼液流場(chǎng)影響的數(shù)理模擬研究.pdf

1、為了進(jìn)一步提高連鑄效率和滿足社會(huì)對(duì)高質(zhì)量、高純凈鋼的需求，近年來冶金工作者采取了很多措施來強(qiáng)化和擴(kuò)大中間包的冶金功能，其重要措施之一就是在中間包內(nèi)設(shè)置適當(dāng)形式的控流裝置，改善中間包內(nèi)鋼液的流動(dòng)形式，使之形成合理的流場(chǎng)，一方面可以促進(jìn)夾雜物充分上浮，另一方面也為均勻鋼液溫度創(chuàng)造有利條件。
　　 論文結(jié)合川威集團(tuán)煉鋼廠雙流板坯連鑄機(jī)的T形中間包的實(shí)際情況，采用水力學(xué)模擬和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的研究方法，確定中間包內(nèi)控流裝置最佳方案。根據(jù)相

2、似理論，在選擇Fr準(zhǔn)數(shù)相等和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c原型的幾何相似比為1:3條件下，建立物理模型進(jìn)行水力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)；同時(shí)根據(jù)連續(xù)性方程、動(dòng)量方程以及湍動(dòng)能和湍動(dòng)能耗散率方程建立描述中間包內(nèi)流體流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，采用Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。
　　 通過物理模擬實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬，測(cè)定了不同控流裝置中間包流體的停留時(shí)間分布曲線，并用計(jì)算機(jī)模擬了中間包內(nèi)鋼液的流動(dòng)。發(fā)現(xiàn)在中間包中安裝湍流控制器后有助于形成合理的鋼液流動(dòng)模式，改善鋼液的流動(dòng)特性。在擋

3、墻加擋壩的中間包內(nèi)，安裝湍流控制器使鋼液的最小停留時(shí)間增加5.5倍，平均停留時(shí)間增加19.7％，死區(qū)體積分率減少59.1％。在實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)單擋壩控流裝置不能有效的改善鋼液的流場(chǎng)，當(dāng)單擋壩與湍流控制器組合使用時(shí)，中間包中鋼液最短停留時(shí)間增加5倍，鋼液平均停留時(shí)間增加27.4％，死區(qū)體積分率減少77.3％。比較不同控流裝置中間包內(nèi)流體的停留時(shí)間分布曲線和流動(dòng)模式，發(fā)現(xiàn)單擋壩與湍流控制器的組合控流裝置要優(yōu)于擋墻擋壩加湍流控制器的組合。