电场作用下铁水包底喷气多相流数值模拟研究

发布时间：2023-10-21 15:17

　　由于社会发展和经济建设的需要,用户对钢铁产品的品种和质量要求也越来越高,在一些重要领域低硫钢材需求量越来越大。硫含量在钢材的生产过程中有着十分重要的影响,降低钢材中硫的含量对于生产高品质的特殊钢是十分必要的。所以,在电场作用下对铁水包底喷脱硫气体多相流数值模拟进行研究,选择最佳的喷吹参数,为铁水预处理底喷气脱硫的实际生产运用提供理论依据。本课题以某钢厂250t铁水包物理模型为研究对象,应用ICEM软件建立铁水包的三维模型,然后进行网格划分,建立连续性方程、能量方程、动量方程以及电场力控制方程的数学模型,采用VOF多相流模型模拟气液两相流之间的流动,运用Fluent软件进行数值模拟计算。铁水包底部喷嘴采用双喷嘴不同夹角布置方式,中心距分别为0.4R、0.5R和0.6R九种不同的方案。具体结论如下:在未加电场作用下,改变铁水包初始温度对铁水包内气液两相流动没有明显的影响,铁水初始温度为1350℃。流量对铁水包内气液两相流流动的影响要明显大于温度的影响,最佳的喷吹流量为500NL/min。在电压为3200V作用下,随着铁水包底部喷口中心距的增加,两喷口之间的弱流动区域逐渐增加。随着两喷嘴间夹...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 选题背景
    1.2 硫对钢材的影响
    1.3 铁水预处理技术
        1.3.1 搅拌法
        1.3.2 喷吹法
        1.3.3 喂丝法
    1.4 铁水预处理技术的优势
    1.5 喷射冶金技术
    1.6 国内外铁水预处理发展概况
    1.7 课题意义和内容
        1.7.1 课题意义
        1.7.2 课题研究的内容
2.金属镁铁水预处理脱硫理论分析
    2.1 镁脱硫的热力学分析
    2.2 铁水中镁脱硫的动力学分析
    2.3 镁脱硫过程
        2.3.1 铁水中溶解镁的脱硫反应机理
        2.3.2 铁水中镁气泡的脱硫反应机理
    2.4 镁脱硫的特点
3.物理模型及数学模型的建立
    3.1 FLUENT软件介绍
    3.2 物理模型的建立
    3.3 数学模型的建立
        3.3.1 基本假设条件
        3.3.2 基本控制方程
        3.3.3 湍流模型
        3.3.4 多相流模型
        3.3.5 边界条件的确定
        3.3.6 电压的选择
        3.3.7 初始条件
    3.4 数值模拟方案
4.数值模拟结果分析
    4.1 不加电场作用下数值模拟
        4.1.1 初始温度对铁水包内流动的影响
        4.1.2 流量对铁水包内流动的影响
    4.2 电场作用下数值模拟分析
        4.2.1 铁水包喷嘴不同布置喷吹对铁水包内流动的影响
        4.2.2 铁水包喷嘴不同布置喷吹的混匀时间
        4.2.3 不同的喷吹流量对铁水包内流动的影响
        4.2.4 不同电压作用对铁水包内流动的影响
    4.3 本章小结
5.结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
作者简介



本文编号：3856093