钢连铸电磁搅拌工艺中流场的数值模拟

利用旋转磁场特征变换模型方程并结合边界更新法,与k-ε湍流模型耦合计算了交变电磁场作用下连铸方坯内的流场.结果表明:电磁力使得钢液在水平方向形成旋转流动,能够降低向下过高的流速并增强回流;从搅拌区域垂直中心向下,水平旋转流动的速度逐渐变小.钢液旋转流速随电源电流和频率的增大而提高,并且在水平面上呈单峰值分布,在近壁面处最大.     

底吹钢包内掷入合金的运动

应用边界适体坐标(BFC)技术计算底吹钢包内的三维流场,该计算无需在未知流场内设置内边界,而使流动及运动的合金可顺利跨越圆心轴.在计算合金运动轨迹时,修正了合金在气液两相区内运动模型的参数.最后分析了若干因素对合金运动轨迹的影响.     

电磁控制下结晶器内流谱和夹杂轨迹的数值预测

对直线电磁铁作用下板坯连铸机结晶器内磁场、钢液流谱和夹杂物运动轨迹进行数值预测,并提出用壁面承受的剪应力的最大差值来标定液流对结晶器窄面凝固壳的冲击强度。结果表明,采用电磁控制(EMB)时,结晶器内的钢液流谱能被有效地控制,水口钢液射流对结晶壁的冲击可大大减弱,源电流强度和线圈安放位置是决定控制效果的关键因素.     

双级串联电渣重熔系统电磁场和焦耳热场研究

以双级串联电渣重熔工艺中电极、渣池和钢锭为研究对象,建立了三维谐波电磁场数学模型,分析了其磁场、电磁力、电流密度和焦耳热功率密度分布.结果表明:对于双电极电渣重熔系统,临近效应占据主导,这和单电极电渣重熔系统集肤效应占主导完全不同.电流密度主要集中在渣内上半部分及两对电极的内侧,并且只有总电流的1/5～1/4流经钢锭;焦耳热的最大值出现在渣中及电极底部内侧.参数研究还发现:当频率大于等于35Hz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.     

大型电渣炉短网邻近钢结构感应升温的研究

大型钢锭电渣重熔中电流达数万安培,在电渣炉附近空间会形成一个强大的交变磁场,磁场内的钢铁构件,甚至混凝土中的钢筋都要产生涡流发热,即增加了网路的电能损耗,又有损于结构件的强度.本文建立了大型电渣炉短网邻近钢结构的电磁场与温度场的耦合数学模型,并考虑了不同操作电流对钢体构件温度的影响.结果表明:在钢结构内,距离导电横臂距...     

动静叶可调子午加速轴流通风机气动性能研究

采用RNGk-epsilon湍流模型和Simple算法,分析了某鼓风机厂动静叶可调子午加速轴流通风机(简称动静叶可调轴流风机)在不同叶轮叶片安装角和前导叶安装角下的气动性能,指出不同工况下风机动、静叶调节规律,以及动静叶可调轴流风机的节能途径。结果表明:动静叶可调轴流风机全压、流量会随着叶轮安装角及前导叶安装角的增加而增大;风机最高效率变化呈先增大后减小的趋势,该风机最高压力点不在高效率区;可通过动、静叶调节使风机保持在高效率区稳定运行。     

偏心底吹熔池内三维流动的数值计算

本文给出一种分析液态金属熔池内熔液三维流动的方法,按照保角变换理论,建立了适合计算偏心喷吹时熔池流场的非规范型正交曲线坐标系,用速度分量及压力作为流场的求解变量,发展了在非规范正交曲线系下求解三维、不可压缩、定常时均湍流Navier-Stokes方程,连续性方程,k—ε双方程湍流模型方程的数值计算方法,预示出了熔池及其模型内的流动状态,计算的熔池模型流场的的速度值同实验结果很接近。     

吹氩连铸结晶器内渣眼形成的水模型实验

针对连铸结晶器吹氩工艺,通过改变拉速、吹气量、渣厚等参数,对结晶器上表面渣眼的形成进行了水模型实验研究.发现了两个典型的渣眼分布:水口附近和窄边附近.结果表明:拉速增大,结晶器窄边渣眼逐渐增大,水口附近渣眼逐渐减小,渣眼总面积逐渐增大;吹气量增加,结晶器窄边渣眼逐渐减小,水口附近渣眼逐渐变大,渣眼总面积先减小后增大;渣层厚度增加,结晶器窄边和水口附近渣眼都不断减小.     

三相电极电渣重熔系统中的磁流体流动和传热分析

建立了三相电极电渣重熔的全耦合三维非稳态模型,研究了电渣炉内的电磁现象、两相流动、传热以及凝固现象。其结果表明:大量的电流流经金属熔滴和熔渣,极少数的电流流经凝固锭。焦耳热功率密度的最大值出现在电极周围和金属熔滴中。高温区位于渣池上部的中心,渣池的平均温度随电流的增大而升高。金属熔池为扁平的U形轮廓,当电流升高时熔池加深并且加宽。     

流渣反应器内含钛高炉渣的流动特性

针对含钛炉渣在流渣反应器中的氧化工艺,采用模型实验方法研究熔渣在反应器内的流动特性与溶质扩散现象.考虑气液两相流动时,由于界面张力和浮力作用,黏性力的影响相对降低,故采用水来代替实际的高温液态高炉渣,通过底部吹入N2,模拟实际反应器内的流动情况.设计并排与错排两种喷吹方式,分别进行了物理水模型实验及数值模拟实验研究.物理水模型实验分别采用高速摄像法观测流场和刺激响应法测传质过程;数值模拟实验分析了不同位置的速度矢量分布和湍动能分布.结果表明错排喷吹方式的反应器内的流动特性好于并排方式.