通过水模型优化中间包的流场2.doc

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1、.学校代码：10128学号：201220411063本科毕业论文英文文献翻译题目：通过水模型优化中间包内的流场学生姓名：黄中旭学院：材料科学与工程系别：材料与冶金工程专业：冶金工程班级：冶金12-1指导教师：路焱讲师资料.二〇一六年六月通过水模型优化中间包内的流场LIUJin-gang1,YANHui-cheng2,LIULiu2,WANGXin-hua3(1.首钢技术研究院，北京100041，中国；2.钢铁研究院冶金技术系，北京100081，中国；3.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083，中国)摘要:在水模实验中，设计了三种实验方案。一，不设任何控流装置

2、的中间包；二，装有湍流控制器的中间包；三，中间设有挡渣墙（坝）并且装有湍流控制器的矩形中间包。通过比较RTD曲线，夹杂物的分离和流场实验的结果，可以发现，与单独使用或不使用湍流控制器或堰（坝）相比，中间设有堰（坝）和湍流控制器对流场和夹杂物的分离有很大的影响。此外，当中间包内设有堰（坝）并且使用湍流控制器时，扩大堰与坝之间的距离的产生更好的效果。关键词:中间包；流场；湍流控制剂；堰；坝；水模拟试验符号列表Cpeak------无量纲峰值浓度；Fr------弗劳德数；g------重力加速度(m/s2）；资料.L------特征尺寸，m；Q------体积流量比；Re

3、------雷诺数；Rp/d------活塞流体积分数与死区体积分数之比，Rp/d=VP/Vd；Rpm/d------有效容积与死区体积分数之比，Rpm/d=VPm/Vd；ta------平均停留时间；ta=ΣtC(t)/ΣC(t)，s；tbs------两次理论停留时间，s；te------浓度衰减90%所需的时间，s；tmax------获得最大浓度的时间，s；tmin------滞止时间，s；tpeak------峰值时间，s；ts------理论停留时间，ts=V/Q，s；U------流速，（m.s-1）；V------中间包体积，m3；Vd------死区

4、体积分数，Vd=1-θav；Vm------全混流体积分数，Vm=1-Vp-Vd；Vp------活塞流体积分数，Vp=（θmin+θpeak）/2；Vpm------非死区体积分数，Vpm=Vp+Vm；λ------模型比参数；τ------浓稠度衰减率，τ=（te-tpeak）/（tpeak-tmin）；θav------非死区体积分数，θav=ta/ts；θpeak------tpeak与ts之比；θmin------tmin与ts之比；下标P------原型参数；M------模型参数；中间包流场对夹杂物上浮，钢水温度和成分的均匀化很大影响。国内外许多冶金领域

5、[1-4]都已经建立了大量的中间包流场模型，用于中间包冶金功能的增强。包括中间包湍流控制技术的发展，和湍流控制器对中间包的作用[5]。但目前，对高质量的钢是否有影响，目前还没有明确的结论。此外，在欧洲，一些研究人员认为，堰和坝是不必要的。在研究中，通过对湍流控制器和堰（坝）功能的进一步资料.研究，给出了中间包内控流装置的合理组合方案。1实验原理1.1相似性原理在水模实验中，要求模型和原型之间满足动力学相似和几何相似。对于动力学相似，要求模型与原型的Re数和Fr数应该分别相等。由于中间包内钢水的流动是紊流流动，Re数一定能满足要求。因此，要确保模型中的Fr数等于原型的F

6、r数，即，Frp=Up2/g.Lp=Um2/g.Lm=Frm（1）该模型与原型的几何相似比为1：2.5，这就是模型比参数。λ=Lm/Lp=1/2.5（2）然后，模型与原型的体积流量比为：Qm=λ5/2Qp（3）因为λ是已知的，所以实验中水的体积流量可以从实际铸造速度中得到。根据相似理论，原型中间包和模型中间包的几何参数如表1所示，并在表2中给出了原型中间包和模型中间包的物理参数。在这项研究中，实际浇注速度为1.2m/min(即模拟流量为1.3m3/h）表1原型和模型中间包中的几何参数资料.表2原型和模型中间包物理参数1.2停留时间分布（RTD）曲线的实验理论除了理想的

7、活塞流和全混流，当流体流经容器时，还存在短路流和死区[6-8]，而且它们都会对流体的质量传输和热量传输产生不利的影响。没有短路流和死区的曲线是一种理想的RTD曲线。同时，可以得到最低浓度和浓度衰减时间与稠化时间的最小比率。理想中间包控流结构的特点包括tmin和ta的适当延长，Vp、Rp/d、Vpm和Rpm/d的增加，Cpeak和τ的适当降低。资料.2实验设备与方案2.1实验方案的设计四种结构的中间包被设计出来，它们是不设任何控流装置的中间包，只安装一个湍流控制器的中间包，只设置挡渣坝的中间包，同时拥有湍流控制器和堰（坝）的中间包。通过对一些湍流控制器