连铸二冷区内混式气水雾化喷嘴的水流密度分布研究

通过水流密度分布测试实验,研究了喷淋高度、气压、水压和加速环设置对内混式气水雾化喷嘴水流密度分布的影响。结果表明,当气压和水压一定时,不同喷淋高度下气水雾化喷嘴的水流密度分布较为一致。相同喷淋高度下,随着p_(气)/p_(水)的减小,传统喷嘴和增设加速环喷嘴的水流密度峰值均逐渐增大,并且相同工况下,增设加速环喷嘴的水流密度峰值相对更大,而射流雾化角随着气压和水压的变化波动较小,射流更为稳定,能够有效保证铸坯雾化面积,满足更高的二冷区冷却强度需求。

内混式二相流喷嘴流量特性

结合相关理论,以水、润滑油和十二烷基硫酸钠(SDS)溶液作为液体介质,详细研究了操作参数(气液比)和液体物性(粘度、表面张力)对一种典型的内混式二相流喷嘴流量特性的影响,通过对实验数据的分析得出了一些重要结论。随着液体介质粘度的增加,气液压力要随之增加,而表面张力的增加,气液压力基本上保持不变。根据大量的实验数据,回归出了内混式雾化喷嘴的液体流量系数的经验关联式。

连铸二冷喷嘴内部雾化效果的数值模拟分析

连续铸造二次冷却(连铸二冷)中常用的喷嘴为内混式气水雾化喷嘴。其所喷射的二冷水对铸坯的质量有着重要的影响。根据某钢厂所用的内混式喷嘴数据,介绍了喷嘴雾化的原理,对常用工况下喷嘴内部的喷射芯喷出的液柱破碎情况进行了理论计算。采用CFD软件建立了喷嘴的物理模型,对其内部流场进行了数值模拟。根据模拟结果,分析了液柱在不同工况下的形态变化;计算了液柱We数的模拟值并与理论值进行了对比。综合考虑液柱形态及We数,表明增加进气压力能有效提升液柱破碎的程度,工况3(水压0.2 Mpa,气压0.2 Mpa)及工况4(水压0.2 Mpa,气压0.25 Mpa)具有较好的雾化效果。