隨著市場(chǎng)對(duì)超低碳潔凈鋼的需求日益增大,RH真空吹氧技術(shù)迅速發(fā)展,該技術(shù)已成為生產(chǎn)高品質(zhì)超低碳潔凈鋼的的核心,但由于缺乏真空狀態(tài)下射流沖擊高溫熔體的基礎(chǔ)理論研究,致使多數(shù)RH真空用氧槍及相關(guān)工藝依賴進(jìn)口。因此,開展真空狀態(tài)下超音速氧氣射流沖擊鋼液的兩相流研究,揭示沖擊過(guò)程氣液界面現(xiàn)象,為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際過(guò)程的了解提供理論基礎(chǔ),將有助于RH用氧設(shè)備和技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化。本文在對(duì)氣液兩相流特征深入分析的基礎(chǔ)上,構(gòu)建出能夠描述高密度差兩相流的模擬算法,基于VOF兩相流模型模擬分析氧氣超音速射流沖擊鋼液面的界面不穩(wěn)定性及其引起的液面變形、噴濺和液滴的行為,探討不同馬赫數(shù)氧氣射流沖擊熔池時(shí)凹坑形狀、熔池內(nèi)部運(yùn)動(dòng)及噴濺行為,以揭示真空狀態(tài)下氧射流沖擊對(duì)熔體所產(chǎn)生的規(guī)律,為RH氧槍結(jié)構(gòu)尺寸的確定、噴吹工藝的制定提供理論依據(jù),以實(shí)現(xiàn)RH的高效安全生產(chǎn)。通過(guò)以上研究,得出結(jié)論如下:（1）鑒于真空狀態(tài)下超音速氣體射流沖擊鋼液是一個(gè)高溫復(fù)雜多相反應(yīng)過(guò)程,采用氣相與液相直接耦合的模擬算法收斂極其困難。本文對(duì)算法做出了改進(jìn),采用分區(qū)域模擬計(jì)算法,并通過(guò)文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與本文中模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證了模擬方法的可行性。（2）開爾文... 

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
1.緒論
    1.1 引言
    1.2 RH真空精煉技術(shù)
        1.2.1 RH真空精煉技術(shù)原理
        1.2.2 RH真空精煉技術(shù)的發(fā)展
    1.3 射流沖擊熔池兩相流行為研究現(xiàn)狀
        1.3.1 基于沖擊坑形貌的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 基于熔池內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 基于液面變形與熔池內(nèi)部聯(lián)系的研究現(xiàn)狀
    1.4 研究方法
        1.4.1 物理模擬法
        1.4.2 數(shù)值模擬法
    1.5 本課題研究?jī)?nèi)容
2.氣液兩相流數(shù)學(xué)模型及算法研究
    2.1 模型尺寸及計(jì)算參數(shù)
    2.2 氣液兩相流數(shù)學(xué)模型建立
        2.2.1 模型假設(shè)
        2.2.2 控制方程
        2.2.3 多相流模型
        2.2.4 湍流模型
    2.3 邊界條件及求解方法
        2.3.1 邊界條件
        2.3.2 求解方法
    2.4 模擬算法的探討
        2.4.1 模擬算法的選擇
        2.4.2 模擬算法的驗(yàn)證
    2.5 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性檢驗(yàn)
    2.6 本章小結(jié)
3.真空環(huán)境下氧射流沖擊鋼液面兩相流行為模擬研究
    3.1 真空環(huán)境下氣液界面失穩(wěn)行為的模擬研究
    3.2 不同滯止壓力下氣液兩相流相互作用模擬研究
        3.2.1 滯止壓力對(duì)氣液界面行為的影響
        3.2.2 滯止壓力對(duì)熔池內(nèi)部的影響
    3.3 不同槍位下氣液兩相流相互作用模擬分析
        3.3.1 槍位對(duì)氣液界面行為的影響
        3.3.2 槍位對(duì)熔池內(nèi)部運(yùn)動(dòng)特征的影響
    3.4 不同真空度下氣液兩相流相互作用模擬分析
        3.4.1 真空度對(duì)氣液界面行為的影響
        3.4.2 真空度對(duì)熔池內(nèi)部運(yùn)動(dòng)特征的影響
    3.5 本章小結(jié)
4.不同馬赫數(shù)氧射流沖擊鋼液面兩相流行為研究
    4.1 模型的建立
    4.2 馬赫數(shù)對(duì)沖擊坑形狀的影響
        4.2.1 馬赫數(shù)對(duì)沖擊坑深度的影響
        4.2.2 馬赫數(shù)對(duì)沖擊坑直徑的影響
    4.3 馬赫數(shù)對(duì)噴濺行為的影響
    4.4 馬赫數(shù)對(duì)熔池內(nèi)部流動(dòng)的影響
    4.5 馬赫數(shù)對(duì)界面含氣率的影響
    4.6 本章小結(jié)
5.結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]復(fù)吹轉(zhuǎn)爐頂吹槍位與非均衡底吹攪拌的水模擬[J]. 蔡俊,曾加慶,梁強(qiáng).  中國(guó)冶金. 2019(10)
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博士論文
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[2]RH真空精煉過(guò)程的氣液兩相流動(dòng)及脫氫行為研究[D]. 朱博洪.重慶大學(xué) 2017
[3]RH真空精煉過(guò)程氣液兩相流動(dòng)行為及氣泡驅(qū)動(dòng)效率的研究[D]. 韓杰.東北大學(xué) 2014
[4]頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)氣液兩相流行為的模擬研究[D]. 李勇.東北大學(xué) 2013

碩士論文
[1]多孔氧槍射流行為及與熔池相互作用的研究[D]. 成琳.遼寧科技大學(xué) 2019
[2]120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐水力學(xué)模型優(yōu)化研究[D]. 楊晨.遼寧科技大學(xué) 2016
[3]RH真空精煉噴吹工藝參數(shù)優(yōu)化的物理模型研究[D]. 屠浩.武漢科技大學(xué) 2015
[4]轉(zhuǎn)爐氧槍超音速射流行為及其與熔池相互作用的數(shù)值模擬[D]. 武浩.東北大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3687362