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H型中间包数值模拟及优化

作　者: 史纯阳
导　师: 沈明钢
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 钢铁冶金
关键词: H型中间包物理模拟数学模拟流场温度场
分类号: TF777
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本课题是在鞍钢两流中间包工艺参数基础上设计H型中间包。本课题研究的目的是得到较好的中间包结构，以净化中间包钢水及改善钢水的温度分布。主要通过水力学模型与数学仿真模型相结合对中间包内的钢水的运动及流场进行模拟和研究，以期达到最好的夹杂物去除效果。本文首先在相似原理的基础上，建立了连铸连轧流程的中间包水模型系统，采用正交实验方法设计了25种（五水平四因素）实验方案，研究了中间包内挡墙位置及高度对包内钢液流场和温度场的影响，确定了挡墙装置的3种较优方案。并对水模型结果中的3种较优方案和未应用挡墙时的中间包利用计算流体力学软件fluent进行计算仿真，模拟中间包内钢液的流场，再通过比较得到最后最优方案为17使得平均停留时间延长至675.00s,死区率为7.41%。此外研究结果表明：在上下挡墙的位置和上挡墙的高度固定时，当下挡墙高度为300mm时，钢液流动状态较好，有利于夹杂物去除。在上下挡墙的位置和下挡墙的高度固定时，当上挡墙高度为350mm时，钢液流动状态较好，有利于夹杂物去除。在上下挡墙的高度和上挡墙的位置固定时，当上下挡墙的相对距离为700mm时，钢液流动状态较好，有利于夹杂物去除。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-9
1．绪论  9-17
  1.1 中间包技术的作用及其发展研究历程  9-13
    1.1.1 传统中间包存在的缺陷  10-11
    1.1.2 中间包控流技术  11-12
    1.1.3 近年来关于中间包内钢液流动状态的研究  12-13
    1.1.4 中间包的结构设计历程  13
  1.2 中间包内钢液流动的物理模拟  13-16
    1.2.1 模拟材料  13-14
    1.2.2 物理模拟相似原理  14-16
  1.3 本课题的提出  16-17
    1.3.1 课题的目的  16
    1.3.2 课题的内容  16-17
2．中间包的水力学试验模拟  17-26
  2.1 试验的理论依据  17-21
    2.1.1 实验采用的测试原理  18-20
    2.1.2 实验方法  20
    2.1.3 实验装置  20-21
  2.2 H 型中间包的水力学模拟实验结果  21-25
    2.2.1 水力学模拟实验方案  21-24
    2.2.2 H 型中间包 RTD 曲线结果  24-25
  2.3 小结  25-26
3．钢液在中间包内流动行为的数值模拟研究方法  26-59
  3.1 FLUENT 软件简介  26-28
  3.2 数值模拟  28-31
    3.2.1 本实验采用的数学模型基本方程  28-30
    3.2.2 控制数学模型的物性参数  30-31
  3.3 数值模拟步骤  31-33
    3.3.1 本实验几何模型的建立  31-32
    3.3.2 前处理  32-33
      3.3.2.1 几何建模  32
      3.3.2.2 划分网格  32-33
      3.3.2.3 创建 msh 文件  33
  3.4 本实验采用的数学模拟实验方案  33-35
  3.5 实验结果分析  35-42
    3.5.1 速度场和温度场分析  35-41
    3.5.2 小结  41-42
  3.6  42-59
    3.6.1 流场和温度场分析  42-58
    3.6.2 小结  58-59
4. 结论  59-60
参考文献  60-62
致谢  62-63
作者简介  63-64

H型中间包数值模拟及优化

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