發(fā)布時間：2023-11-12 12:25

　　本文對鋼廠中連鑄生產線二次冷卻區(qū)的氣水內混合式噴嘴的內部氣液混合霧化過程及其在大空間的噴射過程進行了數(shù)值模擬研究。建立了噴嘴內部以及噴射空間三維模型，選取液柱破碎模型及噴口霧化模型對噴嘴整個霧化過程進行了研究。分析了進氣壓力及進水壓力對沖擊速度、水流密度、液滴粒徑、冷卻強度等參數(shù)的影響，對噴嘴的霧化效果進行了驗證。 噴口處的液體形態(tài)以噴射芯液滴或液膜為主。不同工況下隨著進氣壓力的增加，霧化得到的液滴粒徑減小。噴射芯霧化得到的液滴粒徑為98.1-1258.6μm，噴口處液膜霧化得到的液滴粒徑為28.2-1649.1μm。分別根據工況選擇兩種噴口處的液體形態(tài)，編寫程序計算了噴嘴在大空間中的二次霧化過程，得到的粒徑為30.9-1038.8μm。液滴對鑄坯表面蒸汽層最大穿透深度隨著進氣壓力的增加而減小，隨著進水壓力的增加而上升。根據各工況中最小液滴沖擊速度，計算能保證穿透蒸汽層的液滴粒徑為567.2μm。隨著進氣壓力的增加，噴嘴出口速度由40m/s上升至180m/s，液滴的沖擊速度由由11m/s上升至27m/s。采用計算面法獲得的各工況下水流密度的模擬值，范圍為0.006L/(m2·s)-0....

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 連鑄二次冷卻及其二冷水系統(tǒng)
        1.1.1 連鑄的二次冷卻過程
        1.1.2 二次冷卻原理
        1.1.3 二冷水循環(huán)系統(tǒng)與二冷水水質
    1.2 噴嘴的發(fā)展與種類
        1.2.1 噴嘴的發(fā)展歷史與種類
        1.2.2 連鑄二次冷卻中的噴嘴
    1.3 噴嘴霧化機理及噴嘴霧化技術
        1.3.1 霧化機理的研究
        1.3.2 噴嘴霧化技術的研究
        1.3.3 數(shù)值方法的研究進展
        1.3.4 連鑄二冷噴嘴的霧化研究
    1.4 研究內容及技術路線
第二章 內混式噴嘴的數(shù)值模型
    2.1 基本控制方程
        2.1.1 連續(xù)性方程
        2.1.2 動量守恒方程
    2.2 湍流模型及兩相流模型
        2.2.1 湍流模型
        2.2.2 兩相流模型
    2.3 霧化模型
        2.3.1 液柱破碎模型
        2.3.2 液滴碰撞模型
        2.3.3 噴口霧化模型
    2.4 網格劃分及邊界條件
        2.4.1 噴嘴的結構及網格劃分
        2.4.2 噴射空間的網格劃分
        2.4.3 求解控制參數(shù)的設置
        2.4.4 邊界條件的設置
    2.5 本章小結
第三章 噴嘴內部數(shù)值模擬的結果與分析
    3.1 不同工況下噴嘴內流體參數(shù)的變化
        3.1.1 噴嘴中心橫截面液相分布
        3.1.2 噴嘴軸向截面液相分布
        3.1.3 噴嘴中心截面速度矢量場
        3.1.4 噴嘴出口速度分布
    3.2 運行工況對霧化效果的影響
        3.2.1 噴射芯噴孔處的霧化狀態(tài)
        3.2.2 噴射芯液柱的霧化計算
        3.2.3 噴嘴噴口處的霧化
    3.3 本章小結
第四章 大空間噴射模擬分析
    4.1 大空間噴射的模擬
        4.1.1 噴射角
        4.1.2 沖擊速度
        4.1.3 水流密度
    4.2 二次霧化粒徑的計算
    4.3 冷卻強度的計算
        4.3.1 液滴的最大穿深深度
        4.3.2 冷卻強度的計算
    4.4 本章小結
第五章 二冷水水垢對噴嘴的影響
    5.1 二冷水水質的分析
        5.1.1 循環(huán)水的結垢機理及判斷
        5.1.2 結垢指數(shù)的計算
    5.2 噴嘴內部水垢的影響
        5.2.1 主水管堵塞 1/2
        5.2.2 噴射芯噴孔堵塞 1 個
        5.2.3 噴射芯噴孔堵塞相鄰 2 個
        5.2.4 噴射芯噴孔堵塞相間 2 個
        5.2.5 噴射芯噴孔堵塞 3 個
    5.3 小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在校間科研成果



本文編號：3863151