钢包吹气过程中合金熔化和混匀的数值模拟

摘要

本文应用Eulerian-Lagrangian多相流模型,使用流体力学软件FLUENT14.0对钢包中流体流动和合金熔化过程进行了数值模拟计算.模拟中针对多相流的升力、拖曳力、气泡直径和密度与位置以及温度的关系、气泡引起的湍流源相和相分数变化开发了多项子程序,镶嵌在FLUENT软件中运行.研究了不同吹气流量、不同吹氩位置以及吹氩孔数等因素对流体流动、液面形状、混匀时间和合金熔化过程的影响.计算结果表明吹气流量对流场低速区面积所占比例和合金混匀时间影响很大,并且搅拌能和合金混匀所需时间存在一定的关系.吹氩孔位于不同位置,低速区面积比例和合金混匀时间也存在很大的区别,吹氩孔在离钢包中心0.5R时,混匀时间最短.双孔吹氩比单孔吹氩时,钢包内流场分布更加均匀,合金混匀时间短.