發(fā)布時(shí)間：2020-06-11 05:57

【摘要】：本文以漣鋼CSP(Compact Strip Production)薄板坯連鑄結(jié)晶器為對(duì)象建立了流-熱-凝固-磁場(chǎng)耦合的三維數(shù)值仿真模型,通過(guò)采用兩種湍流模型系統(tǒng)模擬分析研究了CSP薄板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)隨拉速、斷面寬度、浸入式水口(SEN)浸深及電磁制動(dòng)(EMBr)電流強(qiáng)度等工況條件改變的規(guī)律。本文分為四部分,首先利用雷諾時(shí)均模型方法(RANS)計(jì)算分析了無(wú)電磁制動(dòng)下結(jié)晶器內(nèi)的流場(chǎng)、溫度場(chǎng),結(jié)果表明:無(wú)電磁制動(dòng)時(shí),結(jié)晶器內(nèi)水口出口鋼液射流對(duì)窄邊沖擊強(qiáng)度較大,不利于凝固坯殼的成長(zhǎng);上返流渦心位置距離液面較近,造成液面波動(dòng)較大、保護(hù)渣渣卷入的機(jī)率增加。第二部分采用雷諾時(shí)均方法計(jì)算了結(jié)晶器內(nèi)鋼液在電磁制動(dòng)作用下的流場(chǎng)、溫度場(chǎng),結(jié)果表明電磁制動(dòng)能顯著改善結(jié)晶器內(nèi)流股流動(dòng)狀態(tài);有效抑制水口出流速度,使結(jié)晶器液面處鋼液速度降低,而溫度提高。對(duì)于斷面寬度為920mm、浸深120mm、拉速為5.1m/min時(shí)結(jié)晶器的液面最大速度降低14%左右,而液面最大溫度提升5oC左右。本文第三部分應(yīng)用大渦模擬方法(LES)計(jì)算了結(jié)晶器內(nèi)鋼液在電磁制動(dòng)作用下的流場(chǎng)、渦量場(chǎng),結(jié)果表明:CSP連鑄結(jié)晶器內(nèi)的強(qiáng)湍流流動(dòng)的紊流特性,使結(jié)晶器內(nèi)流動(dòng)表現(xiàn)為非對(duì)稱(chēng)性流動(dòng)狀態(tài),并且其不對(duì)稱(chēng)性隨著拉速提高而愈趨明顯;結(jié)晶器內(nèi)水口下方的回流區(qū)存在三種典型形態(tài):“左旋”(逆時(shí)針)、“右旋”(順時(shí)針)和“雙旋”;壁面的粘附特性是渦量產(chǎn)生的主要來(lái)源,并且在隨著流動(dòng)向前發(fā)展中逐漸耗散,而電磁制動(dòng)對(duì)結(jié)晶器內(nèi)流動(dòng)的渦量耗散具有重要影響,較強(qiáng)磁場(chǎng)有利于渦量在較短距離內(nèi)耗散殆盡,能減輕結(jié)晶器內(nèi)流動(dòng)的不對(duì)稱(chēng)性,但不能使其消除。本文最后從亞格子過(guò)濾尺度、結(jié)晶器中心面上湍流渦量的耗散、結(jié)晶器流向上各截面的湍流渦量的耗散三個(gè)方面比較了大渦模擬方法和雷諾時(shí)均方法的特點(diǎn)和區(qū)別,結(jié)果表明,RANS方法只能提供平均運(yùn)動(dòng)結(jié)果,而LES方法較RANS能提供更接近真實(shí)物理場(chǎng)值的模擬結(jié)果,LES方法模擬結(jié)果與水模實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致,并且計(jì)算的準(zhǔn)確性與亞格子力過(guò)濾尺度的大小有關(guān)。
【圖文】：

薄板坯連鑄連軋（Thin slab casting and rolling，TSCR）技術(shù)[1-3]的形成和發(fā)展促使了連鑄工藝與連軋工藝之間的緊密聯(lián)系，充分發(fā)揮了連鑄高拉速的特點(diǎn)，節(jié)約了一定的建設(shè)和生產(chǎn)費(fèi)用[4-6]。因此各大企業(yè)逐漸認(rèn)識(shí)到薄板坯連鑄工藝流程更短（如圖 1.1），能耗更低，生產(chǎn)效率更高的和生產(chǎn)周期更短的優(yōu)點(diǎn)，因此大力發(fā)展薄板坯連鑄技術(shù)，并因此為企業(yè)實(shí)現(xiàn)了可觀的效益。

值總是隨時(shí)間上下波動(dòng)，毫無(wú)重復(fù)性可言，同樣，，空間中所測(cè)的速度分布也是不可重復(fù)的。圖 1.2 所示為圓管湍流試驗(yàn)中，中心線(xiàn)上的某點(diǎn)的流向速度隨時(shí)間的變化。圖中可知，兩次采集結(jié)果都極不規(guī)則，毫無(wú)重復(fù)性可言。
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TF341.6

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本文編號(hào)：2707473