通過(guò)水模型優(yōu)化中間包地流場(chǎng)

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案學(xué)校代碼：10128學(xué)號(hào)：201220411063本科畢業(yè)論文英文文獻(xiàn)翻譯題目：通過(guò)水模型優(yōu)化中間包內(nèi)的流場(chǎng)學(xué)生姓名：黃中旭學(xué)院：材料科學(xué)與工程系別：材料與冶金工程專業(yè)：冶金工程班級(jí)：冶金12-1指導(dǎo)教師：路焱講師二〇一六年六月精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案通過(guò)水模型優(yōu)化中間包內(nèi)的流場(chǎng)LIUJin-gang1,YANHui-cheng2,LIULiu2,WANGXin-hua3(1.首鋼技術(shù)研究院，北京100041，中國(guó)；2.鋼鐵研究院冶金技術(shù)系，北京100081，中國(guó)；3.北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院，北京100083，中國(guó))摘要:在水模實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了三

2、種實(shí)驗(yàn)方案。一，不設(shè)任何控流裝置的中間包；二，裝有湍流控制器的中間包；三，中間設(shè)有擋渣墻（壩）并且裝有湍流控制器的矩形中間包。通過(guò)比較RTD曲線，夾雜物的分離和流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，與單獨(dú)使用或不使用湍流控制器或堰（壩）相比，中間設(shè)有堰（壩）和湍流控制器對(duì)流場(chǎng)和夾雜物的分離有很大的影響。此外，當(dāng)中間包內(nèi)設(shè)有堰（壩）并且使用湍流控制器時(shí)，擴(kuò)大堰與壩之間的距離的產(chǎn)生更好的效果。關(guān)鍵詞:中間包；流場(chǎng)；湍流控制劑；堰；壩；水模擬試驗(yàn)符號(hào)列表Cpeak------無(wú)量綱峰值濃度；Fr------弗勞德數(shù)；g------重力加速度(m/s2）；L------特征尺寸，

3、m；Q------體積流量比；Re------雷諾數(shù)；Rp/d------活塞流體積分?jǐn)?shù)與死區(qū)體積分?jǐn)?shù)之比，Rp/d=VP/Vd；Rpm/d------有效容積與死區(qū)體積分?jǐn)?shù)之比，Rpm/d=VPm/Vd；ta------平均停留時(shí)間；ta=ΣtC(t)/ΣC(t)，s；tbs------兩次理論停留時(shí)間，s；te------濃度衰減90%所需的時(shí)間，s；tmax------獲得最大濃度的時(shí)間，s；tmin------滯止時(shí)間，s；tpeak------峰值時(shí)間，s；ts------理論停留時(shí)間，ts=V/Q，s；U------流速，（m.s-1）；V----

4、--中間包體積，m3；精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案Vd------死區(qū)體積分?jǐn)?shù)，Vd=1-θav；Vm------全混流體積分?jǐn)?shù)，Vm=1-Vp-Vd；Vp------活塞流體積分?jǐn)?shù)，Vp=（θmin+θpeak）/2；Vpm------非死區(qū)體積分?jǐn)?shù)，Vpm=Vp+Vm；λ------模型比參數(shù)；τ------濃稠度衰減率，τ=（te-tpeak）/（tpeak-tmin）；θav------非死區(qū)體積分?jǐn)?shù)，θav=ta/ts；θpeak------tpeak與ts之比；θmin------tmin與ts之比；下標(biāo)P------原型參數(shù)；M------模型參數(shù)；中間

5、包流場(chǎng)對(duì)夾雜物上浮，鋼水溫度和成分的均勻化很大影響。國(guó)內(nèi)外許多冶金領(lǐng)域[1-4]都已經(jīng)建立了大量的中間包流場(chǎng)模型，用于中間包冶金功能的增強(qiáng)。包括中間包湍流控制技術(shù)的發(fā)展，和湍流控制器對(duì)中間包的作用[5]。但目前，對(duì)高質(zhì)量的鋼是否有影響，目前還沒(méi)有明確的結(jié)論。此外，在歐洲，一些研究人員認(rèn)為，堰和壩是不必要的。在研究中，通過(guò)對(duì)湍流控制器和堰（壩）功能的進(jìn)一步研究，給出了中間包內(nèi)控流裝置的合理組合方案。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1實(shí)驗(yàn)原理1.1相似性原理在水模實(shí)驗(yàn)中，要求模型和原型之間滿足動(dòng)力學(xué)相似和幾何相似。對(duì)于動(dòng)力學(xué)相似，要求模型與原型的Re數(shù)和Fr數(shù)應(yīng)該分別相等。由

6、于中間包內(nèi)鋼水的流動(dòng)是紊流流動(dòng)，Re數(shù)一定能滿足要求。因此，要確保模型中的Fr數(shù)等于原型的Fr數(shù)，即，F(xiàn)rp=Up2/g.Lp=Um2/g.Lm=Frm（1）該模型與原型的幾何相似比為1：2.5，這就是模型比參數(shù)。λ=Lm/Lp=1/2.5（2）然后，模型與原型的體積流量比為：Qm=λ5/2Qp（3）因?yàn)棣耸且阎?，所以?shí)驗(yàn)中水的體積流量可以從實(shí)際鑄造速度中得到。根據(jù)相似理論，原型中間包和模型中間包的幾何參數(shù)如表1所示，并在表2中給出了原型中間包和模型中間包的物理參數(shù)。在這項(xiàng)研究中，實(shí)際澆注速度為1.2m/min(即模擬流量為1.3m3/h）表1原型和模型中間

7、包中的幾何參數(shù)表2原型和模型中間包物理參數(shù)精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1.2停留時(shí)間分布（RTD）曲線的實(shí)驗(yàn)理論除了理想的活塞流和全混流，當(dāng)流體流經(jīng)容器時(shí)，還存在短路流和死區(qū)[6-8]，而且它們都會(huì)對(duì)流體的質(zhì)量傳輸和熱量傳輸產(chǎn)生不利的影響。沒(méi)有短路流和死區(qū)的曲線是一種理想的RTD曲線。同時(shí)，可以得到最低濃度和濃度衰減時(shí)間與稠化時(shí)間的最小比率。理想中間包控流結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)包括tmin和ta的適當(dāng)延長(zhǎng)，Vp、Rp/d、Vpm和Rpm/d的增加，Cpeak和τ的適當(dāng)降低。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案2實(shí)驗(yàn)設(shè)備與方案2.1實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)四種結(jié)構(gòu)的中間包被設(shè)計(jì)出來(lái)，它們是不設(shè)任何控流裝置的

8、中間包，只安裝一個(gè)湍流控制器的中間包，