兩流T型連鑄中間包結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、本文通過物理模擬和數(shù)學(xué)模擬對兩流T型中間包流體流動控制進(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∶2.5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、動量方程、湍動能方程、湍動能耗散率方程以及能量方程建立描述中間包內(nèi)流體流動和傳熱的數(shù)學(xué)模型，利用大型商業(yè)模擬軟件FLUENT分別對實(shí)驗(yàn)方案1（原方案）、實(shí)驗(yàn)方案10和14這三種方案下的中間包流場、溫度場進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算

2、。
　　通過物理模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，實(shí)驗(yàn)方案1中間包結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為最小停留時(shí)間、峰值時(shí)間和平均停留時(shí)間小，而死區(qū)體積分率大。最小停留時(shí)間為35s，峰值時(shí)間為103s左右，平均停留時(shí)間約為273s，活塞流體積分率約為17.8％，死區(qū)體積分率為29.5％。同實(shí)驗(yàn)方案1相比，采用實(shí)驗(yàn)方案10，中間包流體流動特性最小停留時(shí)間增加251％，峰值時(shí)間增加92％，平均停留時(shí)間增加26％，活塞流體積分率擴(kuò)大133％，死區(qū)體積分率減小61％。表明采用湍控

3、器、堰和壩的組合作為該中間包的控流裝置，可以大幅度改善中間包的流體流動特性。
　　通過對不同中間包結(jié)構(gòu)對稱面、自由液面、水口縱截面以及水口內(nèi)側(cè)100mm處縱截面的流場的分析，可以看到在原方案中間包結(jié)構(gòu)中，鋼液從導(dǎo)流隔墻流出后，在中間包澆注區(qū)的液面形成流速較大的流動，在近液面處存在一個(gè)較大的回流區(qū);實(shí)驗(yàn)方案10的控流裝置對連鑄中間包內(nèi)鋼液的流動有較大的改善，鋼液液面更加平穩(wěn)，鋼液流動軌跡較長，保證鋼液在中間包內(nèi)有足夠的停留時(shí)間，更利