渣/金熔滴界面输运行为研究

发布时间：2021-07-24 13:07

　　熔滴撞击融合现象广泛存在于钢铁冶炼过程中,对于熔滴撞击融合的多相流动过程进行研究,不仅可以丰富多相流及传热理论体系,明晰熔滴界面行为,而且对强化冶炼过程具有重要指导意义。本文主要工作和结论包括:利用VOF方法,对单/双熔滴撞击干壁面、湿壁面情况进行数值模拟,结果表明:熔滴撞击水平干壁面时,会出现撞击回弹和撞击破碎两种现象。撞击速度越大,铺展直径越大。撞击速度2.0m/s时,熔滴最大铺展因子为5.24,并于4.1ms时产生破碎。熔滴撞击湿壁面时,会产生飞溅射流现象。液膜厚度越小,产生的飞溅射流现象越明显,形成的飞溅射流高度越高。对双熔滴撞击干壁面来说,观测到融合区产生的射流区域存在空气夹带现象。水平间距越小,激起的最大射流高度越高。水平间距12mm时最大射流高度仅为2.63mm。对双熔滴的碰撞聚合行为进行数值模拟,结果表明:相同表面张力的双熔滴静止融合时,存在惯性力与粘性力交替主导的现象,两者交替主导会导致熔滴形成周期性波动,并逐渐衰减。表面张力1.6N/m钢液融合时,区域最大平均速度可达0.023m/s。对不同表面张力的双熔滴融合进行数值模拟,观测到明显的Marangoni效应,且表面... 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

高速摄像机实验装置示意图

第一章 绪论，液滴会发生破碎飞溅现象，否则就会沿着 Yarin 等人的结果进一步探究，通过研究单出一个无量纲数K，其中-25K We * Oh,1.440 时，即可断定液滴会发生破碎飞溅现象进行了研究，认为撞击后的飞溅液滴大小受

确的计算空间梯度，可以准确的估算出界面曲率引起的弯曲相流界面中因表面张力带来的影响。这种方法在保证一定资源消耗较少，且对于三维问题中的相界面的融合破碎情由于需要不断对距离函数进行重新初始化，在这个过程中守恒。以上研究方法的缺陷，Sussman 和 Puckett[26]提出了 CLSVO Level Set 方法进行耦合求解。利用 VOF 方程中的体积分数函数来共同重建两相边界，其流程如图 1-4 所示，由于其推出模型的模拟还尚有欠缺。第一章 绪论

【参考文献】：
期刊论文
[1]传质过程中Marangoni对流的研究进展[J]. 王振风,钟亦兴,沙勇.  厦门大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]柴油液滴撞击壁面运动形态及变化历程的实验研究[J]. 宋云超,宁智,孙春华,吕明,阎凯,付娟.  高校化学工程学报. 2015(03)
[3]单液滴撞击倾斜液膜飞溅过程的耦合Level Set-VOF模拟[J]. 戴剑锋,樊学萍,蒙波,刘骥飞.  物理学报. 2015(09)
[4]多相传质过程中的Marangoni效应[J]. 汪洋,陈杰,王智慧,杨超,毛在砂.  化工学报. 2013(01)
[5]液滴冲击流动液膜的格子Boltzmann模拟[J]. 王小永,郭加宏,张崇明.  水动力学研究与进展A辑. 2011(04)
[6]液滴冲击液膜过程实验研究[J]. 郭加宏,戴世强,代钦.  物理学报. 2010(04)
[7]两层液体Bénard-Marangoni对流的界面张力效应[J]. 李陆军,康琦,段俐,胡良.  实验流体力学. 2009(02)
[8]液滴高速撞击固体板面过程的研究[J]. 崔洁,陆军军,陈雪莉,龚欣,于遵宏.  化学反应工程与工艺. 2008(05)
[9]液滴撞击水平固体表面的可视化实验研究[J]. 李维仲,朱卫英,权生林,姜远新.  热科学与技术. 2008(02)
[10]纵向非均匀多孔介质Marangoni对流不稳定性[J]. 赵思诚,刘秋生.  空间科学学报. 2008(01)

博士论文
[1]液滴撞壁动力学及传热机制研究[D]. 李大树.中国石油大学(华东) 2015
[2]Ti-3Al-2V表面激光熔覆Ti-BN涂层的微观组织及反应行为研究[D]. 李敏.上海交通大学 2013

硕士论文
[1]VOF方法在模拟两相流中的应用[D]. 秦汉.南京航空航天大学 2015



本文编号：3300707