金属学报  2004, Vol. 40 Issue (1): 88-93

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连铸结晶器内钢液涡流现象的大涡模拟及控制

钱忠东;吴玉林

清华大学热能工程系

Large Eddy Simulation And Controlling Of Vortexing Flow Of Molten Steel In Continuous Casting Mold

QIAN Zhongdong; WU Yulin

Department of Thermal Engineering; Tsinghua University

钱忠东; 吴玉林 . 连铸结晶器内钢液涡流现象的大涡模拟及控制[J]. 金属学报, 2004, 40(1): 88-93 .
, . Large Eddy Simulation And Controlling Of Vortexing Flow Of Molten Steel In Continuous Casting Mold[J]. Acta Metall Sin, 2004, 40(1): 88-93 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(272 KB)   摘要: 采用大涡模拟方法对结晶器内钢液涡流现象进行模拟, 研究了水口插入深度、出流角度等与“湍动涡”在液面停留时间的关系, 分析了“湍动涡”和“偏流涡”的形成机理.提出了消除“湍动涡”的平板式涡阻止器结构, 对涡阻止器作用下“湍动涡”和“偏流涡”的运动规律进行模拟. 数值模拟结果表明：“湍动涡”是由于流体本身的脉动所形成的, 随着水口出流角度的增大及水口插入深度的增加, “湍动涡”在液面的停留时间延长；“偏流涡”是由于水口不对中导致的液面的不对称流动以及流体本身的脉动综合作用形成的. 平板式涡阻止器能有效消除“湍动涡”, 并对“偏流涡”有一定的减弱作用. 关键词 ： 连铸结晶器,  涡流,  大涡模拟     Abstract：Large eddy simulation of vortexing flow of molten steel in the continuous casting mold was conducted. The influence of the SEN (submerged entry nozzle) port angle and the SEN position to the turbulent vortex was analyzed. The mechanism of the turbulent vortex and the biased vortex was analyzed. A new vortex brake was designed to eliminate the vortexing flow, and the fluid flow with and without the vortex brake was simulated. The simulation results show that the turbulent vortex is caused by the turbulent energy; Increase of the SEN port angle and the depth of the SEN below the surface increases the residence time of the turbulent vortex in the free surface. The biased vortex is caused by the off--center of SEN and the turbulent energy. The new vortex brake can eliminate the turbulent vortex and decrease the strength of the ``biased vortex''. Key words： continuous casting mold    vortexing flow 收稿日期: 2002-12-27      ZTFLH:  TG391.9   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 钱忠东 吴玉林 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2004/V40/I1/88 [1] Li B K, Li D H. Acta Metall Sin, 2002; 38:315 (李宝宽,李东辉.金属学报,2002;38:315) [2] He Q L. ISIJ Int, 1993; 33:343 [3] Li B K, Okane T, Umeda T. Metall Meter Trans, 2001;32:1053 [4] Moin P, Kim J. J Fluid Mech, 1982; 118:341 [5] Thomas B G, Yuan Q, Sivaramakrishnan S, Shi T, Vanka S P, Assar M B. ISIJ Int, 2001; 41:1262 [6] Thomas B G, Zhang L F. ISIJ Int, 2001; 41:1181 [7] Gupta D, Chakraborty S, Lahiri A K. ISIJ Int, 1997; 37: 654| [1] 刘中秋, 李宝宽, 肖丽俊, 干勇. 连铸结晶器内高温熔体多相流模型化研究进展[J]. 金属学报, 2022, 58(10): 1236-1252. [2] 刘畅, 李树森, 张立峰. RH精炼过程中气液两相流动及混匀现象的模拟研究[J]. 金属学报, 2018, 54(2): 347-356. [3] 刘中秋,李宝宽,姜茂发,张立,徐国栋. 连铸结晶器内氩气/钢液两相非稳态湍流特性的大涡模拟研究[J]. 金属学报, 2013, 49(5): 513-522. [4] 陈芝会 王恩刚 张兴武 王元华 朱明伟 赫冀成. 行波磁场下吹Ar过程中结晶器内气泡行为的研究[J]. 金属学报, 2012, 48(8): 951-956. [5] 李宝宽 刘中秋 齐凤升 王芳 徐国栋. 薄板坯连铸结晶器非稳态湍流大涡模拟研究[J]. 金属学报, 2012, 48(1): 23-32. [6] 姚军 Michael Fairweather 李宁. 粒状腐蚀产物在管道中的沉积机理[J]. 金属学报, 2011, 47(7): 804-808. [7] 许秀杰 邓安元 王恩刚 张林涛 张兴武 张永杰 赫冀成. 电磁软接触连铸圆坯表面振痕演变机理[J]. 金属学报, 2009, 45(4): 464-469. [8] 孟祥宁 朱苗勇. 高拉速板坯连铸结晶器液态渣消耗机理分析[J]. 金属学报, 2009, 45(4): 485-489. [9] 贾傲 张天丽 孟皓 蒋成保. 粘结巨磁致伸缩颗粒复合材料的磁致伸缩性能及涡流损耗[J]. 金属学报, 2009, 45(12): 1473-1478. [10] 孟祥宁; 朱苗勇 . 高拉速板坯连铸结晶器液体摩擦机理分析[J]. 金属学报, 2008, 44(10): 1193-1197 . [11] 孟祥宁; 朱苗勇; 程乃良 . 高拉速下连铸坯振痕形成机理及振动参数优化[J]. 金属学报, 2007, 43(8): 839-846 . [12] 孟祥宁; 朱苗勇; 刘旭东; 程乃良; 江中块 . 高拉速连铸结晶器非正弦振动因子研究[J]. 金属学报, 2007, 43(2): 205-210 . [13] 郭亮亮; 姚曼; 尹合壁; 王旭东; 方大成; 刘晓 ; 于艳 . 连铸圆坯结晶器的热流计算与讨论[J]. 金属学报, 2006, 42(9): 983-988 . [14] 张胜军; 朱苗勇; 张永亮; 郑淑国; 程乃良; 宋景欣 . 高拉速吹氩板坯连铸结晶器内的卷渣机理研究[J]. 金属学报, 2006, 42(10): 1087-1090 . [15] 尹合壁; 姚曼 . 圆坯连铸结晶器传热的反算法[J]. 金属学报, 2005, 41(6): 638-644 . Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed