基于氣幕擋墻技術(shù)的七流連鑄中間包結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、本文通過物理模擬和數(shù)學(xué)模擬采用氣幕擋墻技術(shù)對(duì)七流連鑄中間包流體流動(dòng)控制進(jìn)行了研究，提出了最佳的中間包結(jié)構(gòu)，根據(jù)原型中間包的幾何形狀和尺寸，在實(shí)驗(yàn)室中以1∶3的幾何相似比建立了中間包的模型，保持弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)相等進(jìn)行物理模擬實(shí)驗(yàn)。根據(jù)連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程建立描述中間包內(nèi)流體流動(dòng)和傳熱的數(shù)學(xué)模型，利用商業(yè)模擬軟件ANSYS分別對(duì)中間包原方案和最優(yōu)方案的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)以及RTD曲線進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。
　　中間包原方案表現(xiàn)出響應(yīng)時(shí)間和

2、峰值濃度時(shí)間短，活塞流體積分率較小，停滯區(qū)體積分率過大，各流的流動(dòng)特性差別大等缺點(diǎn)。同原方案相比，采用“2＃導(dǎo)流隔墻與氣幕擋墻”組合使各流的響應(yīng)時(shí)間延長到41.5s、42.5s、39.0s、39.0s，最大只相差3.5s，峰值濃度時(shí)間分別增加272.7％、497.5％、993.2％、677.1％，平均停留時(shí)間分別延長32.2％、58.5％、109.5％、72.5％，活塞流體積分率分別增加132.4％、278％、626％、232.3％，停

3、滯區(qū)體積分率分別降低53.4％、63.6％、69.7％、60.8％，中間包各流的流體流動(dòng)特性表現(xiàn)得十分均衡。
　　在數(shù)值模擬中，通過對(duì)中間包對(duì)稱面、自由液面、水口截面以及整體流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分析，結(jié)果表明原方案四個(gè)水口的速度、溫度梯度大，各流的流動(dòng)差異性十分明顯，進(jìn)出口溫度差達(dá)到17℃，各流出口的溫差有4℃;最優(yōu)方案鋼液流動(dòng)特性得到較大改善，鋼液流動(dòng)軌跡較長，速度更加均衡，進(jìn)出口溫度差為11℃，各流出口溫度趨于一致，中間包溫度分布更合