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。