功率超声作用下钢包内流场特性的模拟

以120 t钢包为研究对象，对功率超声作用下钢包内的流场进行数值模拟，研究了功率超声对流场特性的影响.结果表明：功率超声能够显著增加钢包内钢液的速度，作用范围主要集中于探头周围区域；与传统吹氩搅拌相比，功率超声作用可大幅度缩短均混时间.同时，在功率超声一个周期τ(4.17×10^-5 s)的不同阶段，功率超声强度和钢液流速均呈现周期性变化，τ阶段作用范围最大.当超声波的功率为800 W时，平均速度与峰值速度最大值分别为2.49×10^-5 m/s和2.40×10^-3 m/s,显著作用区域为钢液总体积的1/10,均混时间由底吹氩200 L/min流量条件(标准态)下的108 s降低至65 s.当功率为800～2 000 W时，超声波对流场的影响主要体现在流速及均混时间方面，随着超声波功率的增加，流场流速增加，均混时间缩短.2 000 W功率条件下的平均速度与峰值速度分别为2.77×10^-5 m/s和1.60×10^-3 m/s,均混时间为32 s.