2种群体平衡模型在连铸结晶器多尺寸泡状流中的应用

准确预测连铸结晶器内多尺寸泡状流的流动特性对洁净钢水和提高铸坯质量至关重要。为了考虑气泡聚并、破碎等微观现象对气泡尺寸、数密度、含气率等宏观参量的影响,分别采用2种基于群体平衡方程的数学模型—多气泡组质量传递模型(MUSIG)与平均气泡数密度模型(ABND),对连铸结晶器内的多尺寸泡状流进行了数值模拟,并与水模型实验结果进行了对比研究。结果发现:2种群体平衡模型均可以较准确地捕捉到结晶器多尺寸泡状流中的液相流型、气泡尺寸以及含气率分布特征,尤其是较好地预测了浸入式水口内部含气率的“中间峰”和“出口峰”分布特征;相比于MUSIG模型,ABND模型对靠近水口处气泡尺寸分布的预测结果更加准确。2种群体平衡模型扩展了传统单一粒径双流体模型的适用范围,为结晶器内多尺寸泡状流研究提供了理论基础和数学框架。