,1528 北京科技大学学报 第31卷 果越好，从图中可以看到气体基本上分布在枪浸入 相对应的浸入深度下，气体在铁水表面的分布形状 的附近，为能直观地分析气体的分布区别，在下面的 大致相同，即在浸入深度为水模拟200mm,数值模 图中均取在枪附近的局部图 拟700mm的情况下，气体排开面积的形状类似于 2.2浸入深度对吹渣效果的影响 心形，在喷枪附近出现窝向喷枪的含渣区，这部分残 水模拟将气体流量固定为4m3h-1,依次将枪 留渣不利于下一步扒渣机的工作.在浸入深度为水 的浸入深度变化为200mm、300mm和400mm,实 模拟400mm,数值模拟1400mm的情况下，气体排 验记录了吹出渣面的形状及吹开面积.根据相似 开面积类似于扇形，且排开面积相比小浸入深度的 比，对应的实际情况为气体流量95.6m3h1,浸入 情况下更大.图6为水模拟不同浸入深度下的无渣 深度分别为700mm、1050mm和1400mm,数值模 比.从图上可以看出：当浸入深度为200mm时，无 拟则采用实际浸入深度模拟气体在铁水包表面的分 渣比为10%左右：随着浸入深度的增加，无渣比显 布云图 著增加，当浸入深度为400mm时，无渣比已经接近 图4、图5分别为不同浸入深度下水模拟的排 30%.说明较深的浸入深度，有利于无渣区形成更 渣图和数值模拟的气体分布图，从图中可以看出， 好的形状和更大无渣面积， 图4水模拟不同浸入深度的气体排渣图.(a)200mm:(b)300mm;(c)400mm Fig.4 Diagram of slag blowing in different immersing depths in water modelling:(a)200mm:(b)300mm:(c)400mm ((信体积分数 气体体积分数 5.000x10 ■S(M0x10 “气体体积分数 (c) 4444x10 4444×10 50×I0 444410 32xI》 h【0 39x10 3333×10 3333x10 3333x10 2778.10 2778x10 2778x10 2222×10 2222×10 2222x10 1667x10 1《,70 1667x10 1.111x10 1.111×10 1111×10 5556x10 5556x10 5.35610 04m 图5数值模拟不同浸入深度下的气体分布云图.(a)700mm:(b)1050mm:(c)1400mm Fig.5 Distribution of gas in different immersing depths in numerical simulation:(a)700mm:(b)1050mm:(c)1400mm 了吹出渣面的形状及吹开面积 数值模拟实际情况，根据相似比，得到对应水模 20 拟4m3h-1、5m3h和6m3h-的气体流量，在实 际中的气体流量分别为95.6m3h-1、119.5m3h-1 和143.4m3h-1,浸入深度为1400mm. 200 300 400 图7、图8分别为不同气体流量下水模拟的排 浸人深度mm 渣图和数值模拟的气体分布图.从图中可以看出， 图6水模拟不同浸入深度的无渣比 随着气体流量的增加，气体排开渣的面积增加，相 Fig.6 Ratio of lack slag area to sum area in different immersing 对应数模和水模结果，气体分布形状相似，图9为 depths in water modelling 水模拟不同气体流量下的无渣比，从图中可以看 2.3气体流量对吹渣效果的影响 出，随着气体流量的增加，无渣比从气体流量 水模拟将浸入深度固定为600mm,依次变化气 4m3h-1时的30%左右，变到了6m3h1时的37% 体流量为4m3h-1,5m3h-和6m3h-1,实验记录 左右，气体流量越大，无渣区域越大，在实际生产果越好．从图中可以看到气体基本上分布在枪浸入 的附近‚为能直观地分析气体的分布区别‚在下面的 图中均取在枪附近的局部图． 2∙2 浸入深度对吹渣效果的影响 水模拟将气体流量固定为4m 3·h －1‚依次将枪 的浸入深度变化为200mm、300mm 和400mm．实 验记录了吹出渣面的形状及吹开面积．根据相似 比‚对应的实际情况为气体流量95∙6m 3·h －1‚浸入 深度分别为700mm、1050mm 和1400mm‚数值模 拟则采用实际浸入深度模拟气体在铁水包表面的分 布云图． 图4、图5分别为不同浸入深度下水模拟的排 渣图和数值模拟的气体分布图．从图中可以看出‚ 相对应的浸入深度下‚气体在铁水表面的分布形状 大致相同‚即在浸入深度为水模拟200mm‚数值模 拟700mm 的情况下‚气体排开面积的形状类似于 心形‚在喷枪附近出现窝向喷枪的含渣区‚这部分残 留渣不利于下一步扒渣机的工作．在浸入深度为水 模拟400mm‚数值模拟1400mm 的情况下‚气体排 开面积类似于扇形‚且排开面积相比小浸入深度的 情况下更大．图6为水模拟不同浸入深度下的无渣 比．从图上可以看出：当浸入深度为200mm 时‚无 渣比为10％左右；随着浸入深度的增加‚无渣比显 著增加‚当浸入深度为400mm 时‚无渣比已经接近 30％．说明较深的浸入深度‚有利于无渣区形成更 好的形状和更大无渣面积． 图4 水模拟不同浸入深度的气体排渣图．（a）200mm；（b）300mm；（c）400mm Fig．4 Diagram of slag blowing in different immersing depths in water modelling：（a）200mm；（b）300mm；（c）400mm 图5 数值模拟不同浸入深度下的气体分布云图．（a）700mm；（b）1050mm；（c）1400mm Fig．5 Distribution of gas in different immersing depths in numerical simulation：（a）700mm；（b）1050mm；（c）1400mm 图6 水模拟不同浸入深度的无渣比 Fig．6 Ratio of lack-slag area to sum area in different immersing depths in water modelling 2∙3 气体流量对吹渣效果的影响 水模拟将浸入深度固定为600mm‚依次变化气 体流量为4m 3·h －1、5m 3·h －1和6m 3·h －1‚实验记录 了吹出渣面的形状及吹开面积． 数值模拟实际情况‚根据相似比‚得到对应水模 拟4m 3·h －1、5m 3·h －1和6m 3·h －1的气体流量‚在实 际中的气体流量分别为95∙6m 3·h －1、119∙5m 3·h －1 和143∙4m 3·h －1‚浸入深度为1400mm． 图7、图8分别为不同气体流量下水模拟的排 渣图和数值模拟的气体分布图．从图中可以看出‚ 随着气体流量的增加‚气体排开渣的面积增加．相 对应数模和水模结果‚气体分布形状相似．图9为 水模拟不同气体流量下的无渣比．从图中可以看 出‚随 着 气 体 流 量 的 增 加‚无 渣 比 从 气 体 流 量 4m 3·h －1时的30％左右‚变到了6m 3·h －1时的37％ 左右‚气体流量越大‚无渣区域越大．在实际生产 ·1528· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷