蔡志鹏等：大型转炉氧枪多孔喷头的设计与其射流特性 ·79· 作出了较好的成果。模型结构可表达为 [一阶动量叠加+偏转]+[抽引门=[计算结果] 数学模型为： 设氧枪喷头有n个孔，有m个副孔，在流场中任取一点A,其质点微元体积为d,密度 为PA,速度为U,则A点的动量由n个独立主孔和m个独立的副孔射流分别作用在A点的 动量叠加。其一阶动量登加表达式为（参考图4）： PAUadv= SpDdv+Sov,do (4) j■1 考虑垂直分量为： pU4dw=f∑pU,·dm·cosd1+f∑p,y,·dvcosa: (5) 抽引系数∫实际上是非常复杂的因子，是一个包括多元变量的函数.本研究对于大量多孔喷 头计算结果与实验值进行比较研究可知，对于a:为8°~11°，X/D.=23~55之内的f1系数形 成一个四维数组表示的抽引系数数据库，在计算中可以直接调用数据库中的数值.图4为本 模型计算的结果和相同条件下的实验值及文献[6]的结果比较.由比较可知本模型计算精度 大为提高，并且和实验值非常接近 D,=2mm P=0.6 MPa P2=0.5 MPa (3+6)孔 a=01 +实验 一文献值 …计算值 0 9 -50-40-30-20-1001020 304050 R/D 图4横截面上沿径向的速度分布 文献[7、8]介绍了本研究所开发的大型氧枪测试系统所测试的多孔喷头射流流场速度 图和三维速度分布图形，并在武钢50t转炉扩容为80t转炉新设计的多孔喷头流场预测中的 应用实例，以及在宝钢300t转炉与孔喷头经过改进的大流场喷头流场预测中应用实例. 卷考文献 1 Smith GC.J Metals,1966,18:846 2 Lee C K,Neilson J H.Ironmaking &Steelmaking,1977,4 (6):329 3 Lee C K.Iron and Steel International Conference,1977,50 (3):175 4 Keilman L M,Galloway S M.Presented at the 76th Steelmaking Conference,ISS-AMIE,March,1993, 28 5张春霞，蔡志鹏等.化工冶金，1994,15(3)：196 6 Tsai chihpeng,Tu Hong,et al.The 6th International Iron and Steel Congress.1990 (1):402 7蔡志鹏。反应工程学和有色金属冶金，学术会议论文集，1993,23 8蔡志鹏.全国转炉氧枪技术交流会议，氧枪文集，1991,58.蔡志鹏等 : 大型转炉 氧枪多 孔喷头 的设 计与其射流特性 作 出 了较好 的 成果 . 模型结 构可 表达 为 [一 阶动 量叠 加 + 偏转 」十 〔抽 引 」一 [计算结 果」 数 学模 型 为 : 设 氧枪喷 头有 n 个孔 , 有 m 个副 孔 , 在流 场 中任取 一 点 A , 其质点 微元体积 为 d y , 密度 为 爪 , 速度 为 U A , 则 A 点 的 动量 由 n 个 独立 主孔 和 m 个 独立 的副 孔射流 分别作 用 在 A 点 的 动量 叠 加 . 其 一 阶动量叠 加表 达式 为 ( 参考 图 4) : 凡万川。 一 艺 iP 瓦vd + 乙 jP 丽 , vd ( 4 ) 考虑 垂直分 量 为 : 、 U 川二 一 f , 习iP酥 d y · e o s 己 , + 九 艺八V , · d y · e o s 己 : ( 5 ) 抽 引系数 f 实 际上 是非 常复 杂 的因子 , 是 一个包 括 多元 变量 的 函数 . 本 研 究对于大量 多孔 喷 头计 算结果 与实验值进行 比较研究可 知 , 对 于 Q , 为 o8 一 1 1 “ , X / D e 一 23 一 5 之 内的 f1 系数 形 成一个 四维数 组表 示 的抽 引系数 数据 库 , 在计算中可 以 直 接调用 数据 库 中 的数 值 . 图 4 为 本 模型 计算的结 果和 相 同条件 下的 实验值 及 文献 [ 6 ] 的结 果 比较 . 由比 较 可知 本模型 计算 精 度 大 为提 高 , 并 且和 实验值 非 常接近 . 笃 匀 沙 { 一 5 0 一 4渊0 一 尸 3 黔0 一 20 一 1 0 0 10 2 0 30 4 0 50 R户 1 图 生 横截面 上沿径向的速度分 布 文献 [ 7 , 8 〕 介 绍 了本研 究 所开 发 的大 型氧 枪 测试系统所 测试的 多孔 喷头 射 流流 场速 度 图和三 维 速 度分 布 图形 , 并在 武 钢 50 t 转 炉 扩容为 8 0t 转 炉 新设 计的 多孔喷头流 场 预测 中的 应 用 实例 , 以 及在 宝钢 3 o ot 转炉 与孔 喷头 经过 改进 的 大流 场 喷头 流场 预 测 中应用 实 例 . 参考文献 S m i t h G C . J M e t a l s , 1 9 6 6 , 1 8 : 8 4 6 L e e C K , N e il s o n J H · I r o n m a k i n g 衣 S t e e lm a k i n g , 1 9 7 7 , 4 ( 6 ) : 3 2 9 L e e C K . I r o n a n d S t e e l I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n e e , 1 9 7 7 , 5 0 ( 3 ) : 1 7 5 K e ilm a n L M , G a l l o w a y 5 M . P r e s e n t e d a t r h e 7 6 t h S t e e l m a k i n g oC n f e r e n e e , 15 5 一 A M IE , M a r e h , 2 9 9 5 , 2 8 张春霞 , 蔡志鹏等 . 化工 冶金 , 1 9 9 4 , 1 5 ( 3 ) : 1 9 6 T s a i e h i h p e n g , T u H o n g , e t a l . T h e 6 t h I n r e r n a r i o n a l I r o n a n d S t e e l C o n g r e s s , 1 9 9 0 ( z ) : 4 0 2 蔡志鹏 . 反应工程学和有色金 属冶金 , 学术会议论文 集 , 1 9 93 , 23 蔡 志鹏 . 全国转 炉氧枪技术交流会议 , 氧枪文集 , 1 9 91 , 58