·1310 北京科技大学学报 第35卷 (a) 0.40(b) 0.25 出分山分 0.35 9世分 A C型 A型 C型 0.20 0.30 (日) 0.25 含 0.15 0 0.20 0 0.10 A裂110mm■C型110mm 0.15 8 0 A型130mm●C型130mm △ A型150mm▲C型150mm 0.10 △ A150: C150mm 口 0.05 8 A型170mmVC型170mm A型170 A190◆190mm 0.05 0.00- 0.00+ 100 200 300 400500 600 100 200 300400500 600 距水口中心的距离/mm 距水口中心的距离/mm 图10 拉速为1.4mmin-1(a)和1.8mmin-1()时水口出口角度对表面流速的影响 Fig.10 Effects of port edge angle on surface velocity at casting speeds of 1.4 m.min-1(a)and 1.8 m.min-1(b) (a) (b) (c) (d) 200mm 图11不同水口底部形状下染料注入不同时间结晶器内的流场示踪图.(a)C型水口，2s;(b)C型水口，4s;(c)D型水口，2 s:(d)D型水口，4s Fig.11 Fluid tracing in the mold with different bottom-designed nozzles after different tracer injection time:(a)type C nozzle, 2 s;(b)type C nozzle,4 s;(c)type D nozzle,2 s;(d)type D nozzle,4s 4s后结晶器内的流场，可见流场非常对称.从图流股的动能减小：相反，对D型水口（凸型水口）来 11(c)可以看出，D型水口出口的流场湍动能较大， 说，水口内的流股出水口时损失的能量很小，且由 流股偏“薄”，流股能量分布较为集中，极易造成流 于流股的湍动能在水口附近分布的随机性，导致钢 场的不对称现象：图11(d)为加入示踪剂4s后结晶 液出口时会随机性地产生流股不对称的现象.凸型 器内的流场，可见流场表现出不对称的现象.这与 水口的这种高动量的出水口射流会导致剧烈的结晶 Chaudhary等的数值模拟结果吻合的很好.这 器液面波动和较高的表面流速，这将会增加液面卷 是由于在C型水口（凹型水口）下，水口内的流股 渣的概率 撞击水口底部，损失了很大一部分能量，导致出口· 1310 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 35 卷 图 10 拉速为 1.4 m·min−1 (a) 和 1.8 m·min−1 (b) 时水口出口角度对表面流速的影响 Fig.10 Effects of port edge angle on surface velocity at casting speeds of 1.4 m·min−1 (a) and 1.8 m·min−1 (b) 图 11 不同水口底部形状下染料注入不同时间结晶器内的流场示踪图. (a) C 型水口, 2 s; (b) C 型水口, 4 s; (c) D 型水口, 2 s；(d) D 型水口, 4 s Fig.11 Fluid tracing in the mold with different bottom-designed nozzles after different tracer injection time: (a) type C nozzle, 2 s; (b) type C nozzle, 4 s; (c) type D nozzle, 2 s; (d) type D nozzle, 4 s 4 s 后结晶器内的流场，可见流场非常对称. 从图 11(c) 可以看出，D 型水口出口的流场湍动能较大， 流股偏 “薄”，流股能量分布较为集中，极易造成流 场的不对称现象；图 11(d) 为加入示踪剂 4s 后结晶 器内的流场，可见流场表现出不对称的现象. 这与 Chaudhary 等 [11] 的数值模拟结果吻合的很好. 这 是由于在 C 型水口 (凹型水口) 下，水口内的流股 撞击水口底部，损失了很大一部分能量，导致出口 流股的动能减小；相反，对 D 型水口 (凸型水口) 来 说，水口内的流股出水口时损失的能量很小，且由 于流股的湍动能在水口附近分布的随机性，导致钢 液出口时会随机性地产生流股不对称的现象. 凸型 水口的这种高动量的出水口射流会导致剧烈的结晶 器液面波动和较高的表面流速，这将会增加液面卷 渣的概率