【摘 要】
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利用以90t多功能精炼装置为原型建立的几何相似比为1:5的RH水模拟系统,研究了RH精炼过程中液体的流动和混合特性,特别地,考察了吹气管管径的影响.结果表明,在给定的吹气管管
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利用以90t多功能精炼装置为原型建立的几何相似比为1:5的RH水模拟系统,研究了RH精炼过程中液体的流动和混合特性,特别地,考察了吹气管管径的影响.结果表明,在给定的吹气管管径(0.08,0.12 cm)下,该装置的环流量关系为:Q<,1>∝Q<,g><0.23>D<,u><0.72>D<,d><
0.88>d<,in><0.13>(t/min);增大吹气管管径,环流量略有增加;吹气管管径的变化不会显著影响钢包内液体的流态,大涡位置和数量几乎不变,同样存在大量的小涡流;在下降管液流与其周围液体间形成一明显的液液两相流;增大吹气管管径,使液体的混合时间略有缩短,相应的混合时间和搅拌能密度关系为:τ<∝ε<-0.49>.基于气液两相流模型、连续性方程、动量方程和湍流的k-ε双方程模型,视钢包、插入管和真空室为一整体,提出了RH精炼过程中钢液流动的三维数学模型,借助Phoenics计算软件对RH模型装置内液体的流动作了数值模拟,计算了上升管内液相的含气率和环流量.结果显示,该模型能相当好地模拟RH装置内液体的流场,与拍摄的流态相吻,可为实际RH精炼过程中脱碳和脱气的预测提供信息和依据;除靠近钢包内液体表面和两管脚之间的区域外,RH精炼过程中流体混合很充分,尤其在真空室内;气体主要集中于上升管壁附近;计算得的环流量与测量结果很吻合,在一定条件下吹气量存在一临界值,对应有一个最大环流量,即饱和环流量;该模型可相当精确地给出饱和环流量和相应的吹气量.
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