底吹熔池氧枪排布对气体振荡射流强化搅拌效果的定量评价

摘要

为阐明底吹熔池气体射流振荡强化搅拌机制,提出了基于Betti数来定量表征底吹气体振荡射流强化搅拌效果的新途径,并以此为评价标准提出底吹炉氧枪排布的优化方案.首先,基于正交试验理论,设计了多水平因子水模型实验方案;其次,运用摄像设备捕捉了19组底吹水模型容器内气液流态演化过程的连续图片,通过图像处理技术得到连续流态图片的Betti数;最后,通过Betti数的分布规律来实现不同工况下气体射流振荡搅拌效果的差异化表征.结果表明:在单排氧枪排布方式下,在0°～14°范围枪倾角越大,射流产生气泡数量越多,分布更为均匀;在双排氧枪排布方式下,非对称喷吹的射流振荡搅拌效果明显更好,且采用0°与7°倾角的特征数值更为理想.