連鑄中間包最低停澆液位的研究與分析.pdf

1、連鑄中間包停澆液位主要決定于匯流旋渦產(chǎn)生時的特征高度，而關(guān)于匯流旋渦的研究，大多數(shù)都是針對具體工程的試驗研究以及消渦措施較多，理論研究較為欠缺，研究成果難以滿足工程設(shè)計的需要，本論文針對以上情況對連鑄中間包匯流旋渦的形成機理數(shù)學(xué)解析研究分析和鋼水流動進行了模擬研究。
　　建立匯流旋渦的數(shù)學(xué)機理模型，假定軸對稱旋渦的運動特性既是徑向的函數(shù)，又是軸向的函數(shù)，應(yīng)用數(shù)學(xué)物理學(xué)中可分離變量法和特征線法的方法，克服了過去難以反映出軸向上變化的

2、缺陷;并將方程化為數(shù)學(xué)上可解的一階擬線性偏微分方程，應(yīng)用特征線法再將其轉(zhuǎn)化為常微分方程組聯(lián)解，推導(dǎo)出了速度的解析解以及渦面線方程。以本文解析解為基礎(chǔ)，分析匯流旋渦徑向和軸向變化規(guī)律，進而確定其能較正確的反映旋渦的軸向螺旋流動。同時，本文應(yīng)用剪切應(yīng)力分析表面張力對匯流旋渦滴渣的數(shù)學(xué)解析。
　　應(yīng)用FLUENT軟件進行匯流旋渦的模擬仿真。通過數(shù)值模擬得到匯流旋渦的產(chǎn)生是源于出口、向上逐漸發(fā)展。在液位較高時，液面上流體流動方向受出流口的

3、流動影響較小主要受液面波動影響，而鋼液流動主要表現(xiàn)在水平方向，此時液面速度主要表現(xiàn)徑向運動。當(dāng)液位的較低時，出流口附近的流體對液體表面的影響強度和范圍逐漸增大，此時液面的徑向運動逐漸演化為徑向運動和切向運動的疊加，再加上軸向流動，這就在出流口上方形成了圍繞中心處的螺線旋轉(zhuǎn)流動，而隨著液位不斷的降低出現(xiàn)強烈的虹吸現(xiàn)象，當(dāng)液位繼續(xù)下降到一定程度，虹吸現(xiàn)象的吸氣低部透過出流口即形成匯流旋渦貫通。因此防止渣滴出流就是防止和抑制匯流旋渦形成。