Vol.20 No.4 李冀英等：阻流器流控装置下中间包内的流场 ·317· 实验所用阻流器结构如图2所示.它放置在中间包长水口的下方，阻流器即可单独使用 也可以同其他流控装置配合使用.为了对比研究了中间包内无流控装置、使用单挡墙+单坝 结构和挡墙+坝+阻流器3种工况下的流动特性.挡墙及坝在中间包内的布置如图3所示. 中140 Φ100 1840 140 面高 出口 1400 出口 1740 图2阻流器结构示意图 图3单档墙+单坝在中间包内的布置 2研究方法 试验以测定电导液在中间包内的停留时间分布曲线(RTD)为主，并在中间包内加人年 基橙进行流场照相.根据混合理论，中间包内可分为活塞流区、全混流区及死区，各区体积分 数采用以下公式计算：死区体积分数p:=1-i1;活塞流体积百分数：p。=(+)/2i:全 混流体积百分数：Pm=1一p。一pp式中，i为流体质点在中间包内的平均停留时间，i=∫？ t)dt/∫E)d,∫E④d!=1;t为时间，E()表示在t时刻测得的示踪剂相对浓度；t为流体 质点在中间包内的最小停留时间即滞止时间，可从RTD曲线或数据文献中直接得到；【为峰 值时间即RTD曲线上电导率最大值对应的时间；t为流体质点在中间包内的理论停留时间， 其计算式为t,=Q/V,其中Q为中间包内液体的体积(m),V为体积流量(m/s).理论上认为， 提高活塞流体积，减小死区体积，以及延长滞止时间、平均停留时间均有利于夹杂物的去除 3试验结果与讨论 实验利用甲基橙作为染色剂，对各种流控装置下中间包内的流态进行了照相，如图4所 示.同时还利用凤凰软件计算了各流控装置下的流场，如图5所示. 3.1中间包内无流控装置 其流态如图4()所示.流体由长水口加人中间包后，同中间包的底部相碰撞然后向四处 散开，一部分沿中间包底部向前出口处流动，形成中间包底部的短流；一部分沿中间包侧墙向 前、向上到达中间包液面，然后向前、向中间包内部流动，在长水口的四周形成一个很大的漩 祸；在出口的上方也形成一个大的漩涡.由计算出的流场图5()也可看出钢包注流动能很大， 直冲包底，而且实际生产中钢包位于大包回转台，流股对中间包底部及注流点处两侧壁的冲 击将更大.该装置下中间包内钢液的行程较短，平均停留时间小，不利用夹杂物的去除， 32中间包加单挡墙+单坝 其流态如图4(b),在此装置下流股同中间包底部相碰撞后仍然沿侧墙向上，向前流动，但 是遇到挡墙后即形成反方向的漩涡而垂直流向自由表面，然后转而向下和底部流股混合流到 坝处因受坝的抬升而再次流向自由表面，然后再向下流向中间包出口，这种流动形态同中间 包内无流控时相比增加了钢水的停留时间，为夹杂物的去除创造了条件，并且由于坝的存在