吹氩条件下板坯结晶器流场优化及水口结瘤对卷渣影响研究
发布时间：2021-01-08 08:49
本文针对结晶器内多相流流动特点，通过CFD数值模拟软件建立了以VOF模型模拟钢/渣界面波动形态和DPM模型追踪氩气泡轨迹的三相流数学模墦。针对某)’连铸过程结品器液面波动大，经常发生卷渣现象.以该厂850mmx230mm和1300mmx230mm断面结品器为研究对象，利用VOF+DPM三相流数学模型对水口结构（水口倾角、扩张角）和浇汴工艺参数进行模拟优化计算，并采用1:2的物理模型进行水力学模艰试验对数值模拟结果进行了验证。此外，采用VOF+DPM二相流数学模型研究没入式水口侧孔中.侧不同程度结瘤对结晶器内钢液流动及氩、泡运动的彩响。研究结果表明：（1）利用VOF+DPM三相流数学模型模拟结晶器内多相流动，计算结果能清晰反映出不同工艺参数对结晶器卷渣的影响，与水模型实验结果吻合良好。（2）结品器内吹入氩气后流场变化较火，上M流K被抑制，上M流区涡心向窄面偏移甚免消失；钢/渣界面形态变化较大，波卨最卨处不一定出现在弯月面处，界面波动无明显规律。（3）850mmx230nim断面结晶器的最佧工艺及水门结构参数：水「1倾角15°,扩张角0°,浸入深度150mm,吹氩量15L/min;1300...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同拉速下氩气泡运动轨迹
图 2.1 结晶器六面体网格划分计算，时间步长为 0.005s。湍流模型为标准 k-ε 模型阶迎风格式，各项收敛标准为残差小于 10-4；采用非算方法求解氩气泡运动方程，采用随即轨道模型求流场计算 200s 后加入离散相模型，求解氩气泡在钢钢渣、氩气物性参数如表 2.2 所示。表 2.2 钢液、钢渣和氩气物性参数密度/kg·m-3动力粘度/ Pa·s 摩尔质量/g·mo700027000.270.00650.27.42×10-555.85——40立
图 2.2 浸入式水口原型结构及主要尺寸原理论是物理模拟的理论基础，应用相似理论建立模型和进行统物理相似。采用水力学实验模拟结晶器内钢液流动过程，并确定模型，采用透明有机玻璃制作成结晶器和浸入式水口。由于实验氩气吹入，因此，应保证模型与原型修正的弗鲁德准数相等鲁德准数 Fr ＝lggLV 2即：钢钢氩气钢水水空气水 gLVgLV22
【参考文献】：
期刊论文
[1]板坯连铸结晶器内渣/金界面非稳态波动行为[J]. 刘中秋,齐凤升,李宝宽,姜茂发. 东北大学学报(自然科学版). 2014(12)
[2]连铸结晶器内钢液流动的研究进展[J]. 唐海燕,李京社,吉传波,梁永昌,吴拓,王建磊. 河南冶金. 2014(02)
[3]水口结瘤对结晶器流场影响的物理模拟[J]. 陈永峰,李京社,安丽娜,孙丽媛,刘润藻. 工业加热. 2012(05)
[4]现场使用侵入式水口的探讨[J]. 顾兆祖. 甘肃冶金. 2011(06)
[5]板坯连铸结晶器内氩气泡行为的模拟研究[J]. 陈登福,张献光,张立峰,靳星,温良英,张大江. 钢铁. 2010(04)
[6]吹氩对板坯连铸结晶器流体流动的影响[J]. 张献光,陈登福,张立峰,靳星,张健,温良英,张大江,王翠娜,毕艳艳. 过程工程学报. 2010(S1)
[7]板坯连铸结晶器内水口结瘤对钢液流动行为的影响[J]. 吴浩方,陈志平,文光华,徐海伦. 钢铁. 2009(08)
[8]板坯连铸结晶器内非对称流动现象的数值模拟[J]. 徐海伦,文光华,唐萍,罗高强,王宇峰. 北京科技大学学报. 2009(06)
[9]板坯结晶器电磁制动和吹氩过程的钢/渣界面行为[J]. 于海岐,朱苗勇. 金属学报. 2008(09)
[10]板坯连铸结晶器电磁制动和吹氩过程的多相流动现象[J]. 于海岐,朱苗勇. 金属学报. 2008(05)
博士论文
[1]高拉速板坯连铸结晶器内钢/渣界面行为的数值仿真[D]. 曹娜.东北大学 2008
硕士论文
[1]连铸结晶器内的流场和液面波动的数值模拟[D]. 赫雅静.内蒙古科技大学 2011
[2]吹氩板坯连铸结晶器内钢/渣界面行为的物理模拟[D]. 张青学.东北大学 2008
[3]板坯连铸结晶器流场的数学物理模拟研究[D]. 韩春鹏.内蒙古科技大学 2008
本文编号：2964295
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同拉速下氩气泡运动轨迹
图 2.1 结晶器六面体网格划分计算，时间步长为 0.005s。湍流模型为标准 k-ε 模型阶迎风格式，各项收敛标准为残差小于 10-4；采用非算方法求解氩气泡运动方程，采用随即轨道模型求流场计算 200s 后加入离散相模型，求解氩气泡在钢钢渣、氩气物性参数如表 2.2 所示。表 2.2 钢液、钢渣和氩气物性参数密度/kg·m-3动力粘度/ Pa·s 摩尔质量/g·mo700027000.270.00650.27.42×10-555.85——40立
图 2.2 浸入式水口原型结构及主要尺寸原理论是物理模拟的理论基础，应用相似理论建立模型和进行统物理相似。采用水力学实验模拟结晶器内钢液流动过程，并确定模型，采用透明有机玻璃制作成结晶器和浸入式水口。由于实验氩气吹入，因此，应保证模型与原型修正的弗鲁德准数相等鲁德准数 Fr ＝lggLV 2即：钢钢氩气钢水水空气水 gLVgLV22
【参考文献】：
期刊论文
[1]板坯连铸结晶器内渣/金界面非稳态波动行为[J]. 刘中秋,齐凤升,李宝宽,姜茂发. 东北大学学报(自然科学版). 2014(12)
[2]连铸结晶器内钢液流动的研究进展[J]. 唐海燕,李京社,吉传波,梁永昌,吴拓,王建磊. 河南冶金. 2014(02)
[3]水口结瘤对结晶器流场影响的物理模拟[J]. 陈永峰,李京社,安丽娜,孙丽媛,刘润藻. 工业加热. 2012(05)
[4]现场使用侵入式水口的探讨[J]. 顾兆祖. 甘肃冶金. 2011(06)
[5]板坯连铸结晶器内氩气泡行为的模拟研究[J]. 陈登福,张献光,张立峰,靳星,温良英,张大江. 钢铁. 2010(04)
[6]吹氩对板坯连铸结晶器流体流动的影响[J]. 张献光,陈登福,张立峰,靳星,张健,温良英,张大江,王翠娜,毕艳艳. 过程工程学报. 2010(S1)
[7]板坯连铸结晶器内水口结瘤对钢液流动行为的影响[J]. 吴浩方,陈志平,文光华,徐海伦. 钢铁. 2009(08)
[8]板坯连铸结晶器内非对称流动现象的数值模拟[J]. 徐海伦,文光华,唐萍,罗高强,王宇峰. 北京科技大学学报. 2009(06)
[9]板坯结晶器电磁制动和吹氩过程的钢/渣界面行为[J]. 于海岐,朱苗勇. 金属学报. 2008(09)
[10]板坯连铸结晶器电磁制动和吹氩过程的多相流动现象[J]. 于海岐,朱苗勇. 金属学报. 2008(05)
博士论文
[1]高拉速板坯连铸结晶器内钢/渣界面行为的数值仿真[D]. 曹娜.东北大学 2008
硕士论文
[1]连铸结晶器内的流场和液面波动的数值模拟[D]. 赫雅静.内蒙古科技大学 2011
[2]吹氩板坯连铸结晶器内钢/渣界面行为的物理模拟[D]. 张青学.东北大学 2008
[3]板坯连铸结晶器流场的数学物理模拟研究[D]. 韩春鹏.内蒙古科技大学 2008
本文编号：2964295
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