底吹气泡运动行为及其对混匀影响的水模实验

建立底吹金属熔池水模实验平台,采用高速摄影技术及图像处理手段,分析了狭缝宽度和底吹流量对气泡的大小、数量、速度、受力的影响规律;通过测量溶液内电导率的变化来反映溶液的混匀情况,明确底吹结构和参数对溶液的搅拌强度。结果表明,气泡运动主要受浮力和曳力的影响,气泡的索特直径随狭缝宽度、底吹流量的增大而增大,气泡越大越有利于溶液搅拌,从而缩短混匀时间,而气泡数量的变化趋势则与之相反;气泡上升速度与底吹流量成正比,与狭缝宽度成反比;结果表明,当狭缝宽度为0.30 mm,底吹流量为1.00 L/min时,混匀时间最短。

转炉底吹流量对气柱长度影响的数值模拟

采用欧拉双流体模型和群体平衡模型(PBM),考虑气泡的破碎与聚并,建立了转炉底吹的三维空气-水的数学模型。对文献中的水模试验进行模拟,对比试验值与计算值,结果表明此模型能较好地预测转炉内的流场分布。进一步耦合Multi-fluid VOF模型,使其对两相区、相界面结构和气柱长度的计算更加精确。对典型入口流量下气液两相流动及喷嘴处气柱形态进行模拟研究,结果表明随底吹气体流量增大,气柱长度增大,且增大幅度逐渐减缓。底吹流量为20、60、100、150、200 L/min时,气含率大于50%的气柱长度分别为35.99、52.75、65.27、75.16、81.07 mm。最终对工业转炉吹气搅拌过程进行模拟计算,证明此模型计算工业转炉气液运动和气柱长度的可行性。

底吹气泡喷流中液流速度和平均气泡上升速度的推算

底吹气泡喷流中液流速度和平均气泡上升速度的推算［日］井口学等１绪言底吹气泡喷流不仅在铁水预处理、转炉吹炼、各种炉外精炼和中间包等所有的炼钢过程中起着重要作用，而且在溶池式熔融还原炉中也具有重要意义。为了从理论上预测这些反应容器内由气泡喷流所引起的流场...