单流板坯连铸中间包结构优化

发布时间：2020-11-09 06:06

　　 通过对单流板坯连铸中间包的水模实验,研究了不同控流装置对中间包流动特性的影响.研究结果表明,堰、坝的尺寸和位置与湍流控制器(TI)的结构对中间包流动特性影响很大,在该中间包内使用不带顶檐的湍流控制器效果好于带顶檐的湍流控制器.与原方案中间包结构相比,优化后的中间包的流体流动特性得到很大改善,最小停留时间和峰值时间分别从64s和81 s提高到了81 s和163 s,平均停留时间从237s延长到了314 s,死区体积分数从35%降低到了14%,降低了60%.
【部分图文】：

??的停留时间分布曲线(RTD曲线),分析RTD曲线可得出流体在中间包内的平均停留时间(ta)、最小停留时间(tmin)和峰值时间(tpeak),并可计算出中间包内的活塞流体积分数(vp)、死区体积分数(vd)和全混流体积分数(vm)·各体积分数计算公式分别为vp=VpV=θmin+θmax2,(2)vd=VdV=1-QaQθa,(3)vm=VmV=1-vd-vp·(4)式中:θmin为无因次最小停留时间;θmax为无因次峰值时间;θa为在0至2之间的无因次平均停留时间;V为中间包体积;Vp为死区体积;Vm为全混流体积;Qa为流过活性区的体积流量;Q为流过中间包的体积流量·实验设备如图1所示·图1实验装置示意图Fig.1Schematicofexperimentalsetup2实验结果及讨论2.1实验方案实验的中间包结构如图2所示·通过研究不同的湍控器(TI)和堰、坝的位置(S1和S2)和高度(H1和H2)对中间包内流体流动的影响,得出最佳的控流装置和中间包结构·实验研究了多种形状的湍流控制器和不同的堰、坝组合对流体流动的影响,其中的部分实验方案如表1所示,该表列出的C0为原方案中间包结构参数·图3给出了模拟实验中采用的水平截面为正方形的部分湍控器,湍控器TI1为原方案中间包结构的湍控器·表1中的湍控器TI3是由湍控器TI2一边的长度增加15mm,成为水平截面为长方形的湍控器·图2中间包结构示意图Fig.2Schematicoftundishconfigurationsinexperiments图3实验采用的一些湍控器示意图Fig.3Schematicofsometurbulenceinhibitorsinexperiments表1部分中间包结构实验方案Table1Thetundishconfigurationschemesinexperimentsmm方案TIS1S2H1H2原方案C0TI163210896136C1TI159010896136C2TI1590200130205C3TI259015055205C4TI359015055205C5TI454020055225C6无39015055250C7TI139015055250C8TI5540

奔?tpeak),并可计算出中间包内的活塞流体积分数(vp)、死区体积分数(vd)和全混流体积分数(vm)·各体积分数计算公式分别为vp=VpV=θmin+θmax2,(2)vd=VdV=1-QaQθa,(3)vm=VmV=1-vd-vp·(4)式中:θmin为无因次最小停留时间;θmax为无因次峰值时间;θa为在0至2之间的无因次平均停留时间;V为中间包体积;Vp为死区体积;Vm为全混流体积;Qa为流过活性区的体积流量;Q为流过中间包的体积流量·实验设备如图1所示·图1实验装置示意图Fig.1Schematicofexperimentalsetup2实验结果及讨论2.1实验方案实验的中间包结构如图2所示·通过研究不同的湍控器(TI)和堰、坝的位置(S1和S2)和高度(H1和H2)对中间包内流体流动的影响,得出最佳的控流装置和中间包结构·实验研究了多种形状的湍流控制器和不同的堰、坝组合对流体流动的影响,其中的部分实验方案如表1所示,该表列出的C0为原方案中间包结构参数·图3给出了模拟实验中采用的水平截面为正方形的部分湍控器,湍控器TI1为原方案中间包结构的湍控器·表1中的湍控器TI3是由湍控器TI2一边的长度增加15mm,成为水平截面为长方形的湍控器·图2中间包结构示意图Fig.2Schematicoftundishconfigurationsinexperiments图3实验采用的一些湍控器示意图Fig.3Schematicofsometurbulenceinhibitorsinexperiments表1部分中间包结构实验方案Table1Thetundishconfigurationschemesinexperimentsmm方案TIS1S2H1H2原方案C0TI163210896136C1TI159010896136C2TI1590200130205C3TI259015055205C4TI359015055205C5TI454020055225C6无39015055250C7TI139015055250C8TI554020055250C9TI544020055250C10TI539020055250C11TI5390150552502.2实验结果与讨论C0,C6,C7和C11方案的流体在中?

?Ａ?时间;V为中间包体积;Vp为死区体积;Vm为全混流体积;Qa为流过活性区的体积流量;Q为流过中间包的体积流量·实验设备如图1所示·图1实验装置示意图Fig.1Schematicofexperimentalsetup2实验结果及讨论2.1实验方案实验的中间包结构如图2所示·通过研究不同的湍控器(TI)和堰、坝的位置(S1和S2)和高度(H1和H2)对中间包内流体流动的影响,得出最佳的控流装置和中间包结构·实验研究了多种形状的湍流控制器和不同的堰、坝组合对流体流动的影响,其中的部分实验方案如表1所示,该表列出的C0为原方案中间包结构参数·图3给出了模拟实验中采用的水平截面为正方形的部分湍控器,湍控器TI1为原方案中间包结构的湍控器·表1中的湍控器TI3是由湍控器TI2一边的长度增加15mm,成为水平截面为长方形的湍控器·图2中间包结构示意图Fig.2Schematicoftundishconfigurationsinexperiments图3实验采用的一些湍控器示意图Fig.3Schematicofsometurbulenceinhibitorsinexperiments表1部分中间包结构实验方案Table1Thetundishconfigurationschemesinexperimentsmm方案TIS1S2H1H2原方案C0TI163210896136C1TI159010896136C2TI1590200130205C3TI259015055205C4TI359015055205C5TI454020055225C6无39015055250C7TI139015055250C8TI554020055250C9TI544020055250C10TI539020055250C11TI5390150552502.2实验结果与讨论C0,C6,C7和C11方案的流体在中间包内的停留时间分布曲线如图4所示·由表1和图4可知,C0方案和C7方案的中间包都采用湍控器TI1,这两个方案所不同的只是挡渣堰和导流坝的高度和位置不同·尽管C7方案的挡渣堰和导流坝安装在与C11方案相同的高度和位置,但C0方案和C7方案的中间包结构的RTD曲线都有明显的尖峰,说明
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本文编号：2876007