旋轉(zhuǎn)磁場對側(cè)吹反應(yīng)器內(nèi)氣液兩相流行為的影響.pdf

1、隨著工業(yè)界對鋼才質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)格，許多高性能鋼種的夾雜物必須控制≤10μm。為了使鋼液中非金屬夾雜物徹底排除，從鐵水預(yù)處理、爐外精煉、中間包處理直到結(jié)晶器過程，應(yīng)把握每一環(huán)節(jié)去除夾雜物的機(jī)會。結(jié)合吹氬攪拌和電磁攪拌是生產(chǎn)純凈鋼行之有效的手段之一。 本文分別建立了側(cè)吹反應(yīng)器模型和通道式側(cè)吹反應(yīng)器模型，其中通道式側(cè)吹反應(yīng)器模型結(jié)構(gòu)類似于RH真空精煉裝置的上升管。設(shè)計這兩種反應(yīng)器主要是為了研究噴氣和施加磁場對排除夾雜效果的影響。同

2、時還分別在兩種反應(yīng)器上施加旋轉(zhuǎn)磁場，利用電磁驅(qū)動旋流來提高去除非金屬夾雜物的效率。上升管內(nèi)鋼水受到磁場施加的旋轉(zhuǎn)離心力，做離心運(yùn)動，而氣相與非金屬夾雜物密度小且不受電磁力，被鋼水?dāng)D到上升管中心區(qū)域。因此管壁的侵蝕作用減輕，并增加了氬氣泡與非金屬夾雜物的碰撞、合并機(jī)會，夾雜物的去除效率也相應(yīng)提高。 由于傳統(tǒng)的均相流模型無法將水平側(cè)吹的氣體引入計算流體區(qū)域，所以本文提出了一種修正的均相流模型來模擬反應(yīng)器內(nèi)的兩相流動。該修正的均相流模

3、型是在模型的含氣率守恒方程中引入穿透速度，該速度只存在于噴嘴附近的區(qū)域。其作用是將氣體導(dǎo)入流體中，在數(shù)學(xué)上并不改變含氣率守恒方程的性質(zhì)，而只改變值的分布。計算實踐表明，修正的均相流模型能夠解決側(cè)吹裝置中的氣液兩相流動問題。 本文分別模擬了側(cè)吹反應(yīng)器和通道式側(cè)吹反應(yīng)器內(nèi)流場的分布以及施加旋轉(zhuǎn)磁場后各物理量場的分布，通過比較各物理量的變化，發(fā)現(xiàn)在有旋轉(zhuǎn)磁場作用時氣相較為集中于上升管中心區(qū)域。這樣既增加了排除夾雜的效率也可以減少對管壁