电磁搅拌对电渣重熔钢锭温度场的影响

建立了电磁搅拌条件下电渣重熔钢锭凝固过程数学模型。利用Visual Basic编程模拟分析了旋转电磁搅拌下15Mn钢的电渣重熔凝固过程,结果表明:未施加磁场时,模拟结果与实验结果较吻合;施加磁场时,电磁搅拌加强了钢液内部传热,熔池变平坦,有利于消除电渣锭宏观偏析和缩孔等缺陷,同时有利于晶核发展成等轴晶组织。     

吹氩连铸结晶器液面波动行为的时频分析

时频分析是一种研究波动信号特征、揭示波动现象内在机理的有效方法。将时频分析方法应用于吹氩连铸结晶器内的液面波动特性研究,采用水模型试验获取液面波动数据进行时频分析,研究吹氩量、拉速、水口浸入深度和结晶器宽度等工艺参数对液面波动行为的影响,探究液面波动的内在机理。结果表明,振幅较高的频率集中在0～2.5 Hz,其中振幅最大的主频率位于0.1 Hz附近,此外1.5 Hz和2.5 Hz处也存在较高的峰值;通过时域分析发现,增大吹氩量和拉速、或减小水口浸入深度和结晶器宽度将加剧液面波动;通过频域分析发现,拉速、水口浸入深度、结晶器宽度与液面波动主频率有较强的关联性,说明三者均与液面波动的主要振动源高度相关。     

薄板坯连铸结晶器内钢液流场电磁制动的模拟研究

采用模型实验结合数值模拟的方法分析了薄板坯连结晶器的电磁制动过程，在模型实验中，测量了磁感应强度和工质锡液速度场，在数学模型中，使用低Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数湍流模型封闭动量方程，结果表明，电磁制动能够有效地控制结晶器内流场，随着磁感应强度的增加，射流强度逐渐减弱直至在中途被堵截转向，同时，包括液面在内的整个结晶器内流场速度逐渐降低，在采用带形磁场制动的情况下，结晶器内液态金属的感应呈现为大范围的涡流分     

双膛并流式石灰竖窑燃烧过程数学模型

针对并流蓄热式石灰窑的气固两相流动传热及燃烧反应过程,结合现场测定的实验数据,建立了石灰窑内反应、传热及燃烧控制的数学模型,并利用隐式差分格式进行离散及求解.利用C语言将燃烧控制的数学模型计算程序嵌入上位机系统中.实现三带温度及石灰石分解率在线显示和风量自动调节;风量和石灰石分解率成为石灰窑窑况诊断的重要依据,作为控制参数参与燃烧与石灰石质量控制,实现了对石灰窑生产的自动控制.     

不锈钢／普碳钢复合连铸技术及模拟研究

利用长、短水口结合电磁制动技术在同一结晶器内连铸复合钢坯是刚刚发展的一项新工艺。本文发展一种数学模型分析该工艺过程结晶器内两种异质钢液流动及分布特征。采用低Reynolds数湍流模型计算湍流参数，并以虚拟凝固壳来代替实际的凝固计算。通过与文献中的实验结果对比和较系统的数值分析，证明了模型的可靠性和所提方法改善工艺的作用。     

纯氧助燃钢包烘烤工艺中燃烧场的模拟

钢包烘烤预热可使钢水温度稳定在低过热度下,有利于减少铸坯缺陷,提高铸坯质量.纯氧助燃钢包烘烤工艺由于具有火焰刚性好,热损失少等优点逐渐受到青睐.钢包烘烤过程中伴随了燃烧、流动、对流和辐射传热等复杂物理化学过程,明确这些过程的相互作用机理对于提高钢包烘烤效率、节约能源具有重要意义.本文基于标准k-ε湍流模型耦合涡耗散燃烧模型和P-1辐射模型建立钢包烘烤过程多场耦合数学模型,并针对纯氧助燃与空气助燃的不同,建立计算辐射吸收系数修正的WSGGM模型,模拟了O_2的体积分数为21%、99%时钢包内的燃烧场,对比分析两种情况下温度分布以及燃烧产物CO_2和H_2O的浓度分布规律.结果表明,纯氧助燃火焰温度高,火焰刚性好;烟气量小,热损失少;纯氧助燃的燃烧产物主要为CO_2、H_2O,气体辐射能力增强,烘烤效率高.     

多电极电渣重熔系统电磁场和焦耳热场研究

多电极电渣重熔系统比单电极系统具有感抗小、电耗低、熔化率高等特点,目前广泛应用于生产大型钢锭.掌握多电极电渣重熔系统中电磁场的分布情况对于提高钢锭质量和节省电能都很重要.本文以多电极电渣重熔工艺中电极、渣池和钢锭为研究对象,建立了能够考虑集肤效应的三维谐波电磁场数学模型,采用Maxwell方程、Lorentz定律和Joule定律分析了渣、钢锭和电极的磁场、电磁力、电流密度和焦耳热功率密度分布.结果表明:电流的最大值出现在电极内侧,与渣池的交界面处;由于电极的自感和互感的相互作用,两对电极内侧的磁感应强度增大,外侧的磁感应强度减小;焦耳热的最大值出现在渣中,电极底部内侧与渣的交界处.参数研究还发现:当源电流增大时,在电极内靠近壁面处的电流呈线性增大;当频率大于等于35 Hz时,在电极内部电流密度趋向线性分布;当电极侵入深度增大或渣层的厚度减小时,渣池中焦耳热的最大值增大.     

矿热炉自焙电极三维仿真计算及焙烧参数分析

以某矿热炉自焙电极为原型,采用多物理场耦合的方法研究自焙电极温度、电流密度和焦耳热分布.为进一步分析电流、筋片长度、筋片数量和电极糊电导率对自焙电极温度分布影响,绘制接触元件部位z=-0.725 m、z=-0.362 5 m和z=0 m截面温度沿x轴分布曲线.研究表明,自焙电极以400 mm/d的速度压放,焙烧区位于接...     

离心式通风机内稀疏气固两相流整机三维数值模拟

利用颗粒轨道模型对通风机内部稀疏气固两相流动进行了数值模拟,重点分析了最优工况下不同粒径粒子轨迹分布情况.模拟得到了不同直径的固体颗粒在风机中的运动轨迹,积尘分布.这些结果为研究风机磨损,延长使用寿命提供理论基础.