RH精炼过程中气液两相流动及混匀现象的模拟研究

来源期刊：金属学报2018年第2期

论文作者：刘畅 李树森 张立峰

文章页码：347 - 356

关键词：RH精炼;大涡模拟;混匀时间;气泡膨胀;

摘    要：利用水模型与数值模拟相结合的方法,对Ruhrstahl-Heraeus（RH）精炼过程中的多相流体流动及混匀现象进行模拟研究。根据相似原理建立与实际210 t RH精炼装置几何相似比为1:5的水模型,采用粒子图像测速（PIV）技术获取水模型中心截面处流场分布。数值模拟采用多相流模型（VOF）和离散相模型（DPM）相耦合的计算方法,湍流模型分别选用k-e模型和大涡模拟（LES）模型。对比测量值与计算值,结果表明2种湍流模型均能较好地预测RH内流场分布;而采用LES模拟能够获得RH内瞬态的速度分布及漩涡的产生和耗散过程。测量并计算了水模型钢包内整体的混匀时间分布,结果表明上升管附近区域的混匀时间大于下降管附近区域的混匀时间。开发了气泡膨胀的数学模型,并将其用于钢液-氩气体系的模拟计算,结果表明气泡膨胀过程对钢液流动的影响显著。