KR法铁水脱硫的流动数值模拟研究

发布时间：2021-11-09 22:10

　　现如今钢铁生产过程中,降低钢中硫含量,生产高洁净度钢的关键工序之一是铁水预处理工艺,KR机械搅拌在铁水预处理过程中被大量应用。在当前,有关铁水预处理工艺KR机械搅拌方面的研究,还仅仅局限在少量的工业试验和水模实验研究,而数值研究较少。在数值研究方面,也鲜有考虑铁水自由液面的影响,对脱硫剂颗粒轨迹的追踪更是没有。因此,本文基于Fluent商用软件,采用滑移网格技术、VOF模型及DPM模型对KR法搅拌槽内的流场和脱硫剂颗粒运动进行了数值模拟,研究了流场特性和颗粒运动规律,探究了不同结构和工艺参数对铁水搅拌的影响,为铁水预处理工艺实际生产提供参考。本文首先讨论了湍流模型、网格数以及收敛步长对计算结果的影响,确定了适合于本研究的相关参数,并与水模实验进行对比验证,证明了数值模拟的可行性。根据仿真结果,发现并解释了搅拌初期中心自由液面上涌和回落的现象,观察到速度从搅拌头中部以水平方向往外传递,受壁面作用形成上下两股涡流。然后研究了不同结构和工艺参数对搅拌流场和脱硫剂颗粒轨迹的影响,得出常规三叶比常规四叶桨的搅拌效果更好,侧倾桨叶比常规桨叶搅拌效果更好的结论;提高搅拌转速有利于KR铁水搅拌作用,1... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1. 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究技术进展与现状
    1.3 本文的研究目的及主要内容
2. 铁水搅拌的数值研究方法及模型
    2.1 FLUENT软件介绍
    2.2 控制方程和数学模型
3. 搅拌数值模拟的基础研究及对比验证
    3.1 搅拌槽结构及边界条件
    3.2 桨叶区网格处理方法
    3.3 湍流模型的影响
    3.4 网格数量的影响
    3.5 收敛步长的影响
    3.6 水模实验对比验证
4. 不同结构和工艺参数对搅拌流场的影响
    4.1 搅拌流场特性
    4.2 不同搅拌桨形式下搅拌流场的变化
    4.3 不同转速下搅拌流场的变化
    4.4 不同搅拌桨沉深下搅拌流场变化
5. 不同结构和工艺参数对脱硫颗粒轨迹的影响
    5.1 脱硫颗粒运动轨迹
    5.2 搅拌桨形式对脱硫剂颗粒轨迹的影响
    5.3 搅拌桨转速对脱硫剂颗粒轨迹的作用
    5.4 搅拌桨沉深对脱硫剂颗粒轨迹的作用
6. 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
附录 攻读硕士期间发表学术论文
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]喷吹法与KR法水模型搅拌能和混匀时间的关系[J]. 倪冰,刘浏,庄辉,代平,姚同路,张佩.  钢铁研究学报. 2014(03)
[2]KR脱硫效果影响因素分析[J]. 付中华,杨宁川,吴燕萍,胡燕,吴令.  工业加热. 2013(01)
[3]基于Fluent的搅拌流场模拟研究[J]. 毕学工,岳锐,周进东,杨福.  武汉科技大学学报. 2012(05)
[4]KR法铁水脱硫罐内铁水流动数值模拟[J]. 高玉来.  科技致富向导. 2012(09)
[5]KR搅拌脱硫传输动力学水模实验研究及进展[J]. 欧阳德刚,朱善合,李明晖,罗巍,田大鹏.  钢铁研究. 2011(05)
[6]KR法铁水预处理的脱硫效果[J]. 姚娜,兴超,李祥胜.  材料与冶金学报. 2011(02)
[7]KR脱硫效果影响因素的水模实验研究[J]. 李明晖,欧阳德刚,李具中,吴杰,邓品团,罗巍,朱善合,王海青.  武钢技术. 2009(04)
[8]新型叶片结构搅拌器的水模试验研究[J]. 欧阳德刚,曾彤,李具中,李明晖,刘守堂,朱善合,王海青.  冶金信息导刊. 2009(03)
[9]基于改进VOF法的棱形液舱液体晃荡分析[J]. 沈猛,王刚,唐文勇.  中国造船. 2009(01)
[10]基于Youngs法的液舱大幅晃荡数值模拟[J]. 端木玉,朱仁庆.  船舶力学. 2009(01)

硕士论文
[1]基于神经网络的铁水预处理脱硫预报模型[D]. 班树勋.重庆大学 2011



本文编号：3485987