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,782 北京科技大学学报 第29卷 得到模型与原型夹杂物尺寸的对应关系， 对Al203, Rincm=Dincm=3.6 Rine.p Dine.p (3) 对Si02, Rinem=Dincsm-4.28 Rine.p Dine.p (4) 式中，D为直径，m,实验中乳状液滴的初始粒径及 粒径分布如图2所示，其当量直径为200m,则由 式(3)和(4)可知，该乳状液滴可以模拟初始当量直 径为55.6m的A203和46.7m的Si02夹杂物. 400m 表2原型和模型的有关参数 Table 2 Relevant parameters for model and prototype 图1夹杂物碰撞聚合放大图 类别 液体密度/(kgm-3夹杂物密度/(kgm-) Fig-1 Amplified diagram of collision and aggregation among sev- 原型 7000(钢液) 3900/2700(Al203/Si02) eral inclusion particles 模型 1000(水溶液) 985(乳状溶液) 将λ=1/5及表2中有关数据代入式(2)，可以 ( (b) 50 40 0 30 / 200μm 0 50 100 150 200 250 直径仙m 图2乳状液滴形貌(a)及初始粒径分布(b) Fig.2 Morphology (a)and initial size distribution (b)of emulsion drops 1.4实验方法 达到稳定状态后，一定量的乳状液通过特定的方法 实验装置如图3所示，中间包模型为有机玻璃 均匀分散在中间包内，随着流体的流动，每隔一定 制成.流体从钢包经长水口流入中间包内，待流动 时间收集上浮至表面的夹杂物和水的混合物，通过 特定方法分离得到纯乳状液，则该条件下的夹杂物 稳压计 钢包 空气压缩机 去除率为： 注时器 流量计 u-0 (5) 挡墙 严片光源 式中，为特定方案的去除率；△t为时间间隔；Vo 中间包 摄像系统 为初始加入的乳状液的体积，mL:V△，为△t时间间 挡坝 隔内去除的乳状液的体积，mL, 透气梁 实验整体设备由供水系统、片光源系统、摄像系 挡坝 统和夹杂物收集系统组成，对实验中重要的物理现 象，利用高速数码摄像系统进行详细的拍摄和记录， 图3实验装置示意图 Fig-3 Schematic diagram of the experimental set-up 旨在更好地揭示中间包内夹杂物的去除机理，图1 夹杂物碰撞聚合放大图 Fig．1 Amplified diagram of collision and aggregation among several inclusion particles 将 λ＝1／5及表2中有关数据代入式（2）可以 得到模型与原型夹杂物尺寸的对应关系． 对 Al2O3 Rincm Rincp ＝ Dincm Dincp ＝3∙6 （3） 对 SiO2 Rincm Rincp ＝ Dincm Dincp ＝4∙28 （4） 式中D 为直径m．实验中乳状液滴的初始粒径及 粒径分布如图2所示其当量直径为200μm则由 式（3）和（4）可知该乳状液滴可以模拟初始当量直 径为55∙6μm 的 Al2O3 和46∙7μm 的 SiO2 夹杂物． 表2 原型和模型的有关参数 Table2 Relevant parameters for model and prototype 类别 液体密度／（kg·m －3） 夹杂物密度／（kg·m －3） 原型 7000（钢液） 3900／2700（ Al2O3／SiO2） 模型 1000（水溶液） 985（乳状溶液） 图2 乳状液滴形貌（a）及初始粒径分布（b） Fig．2 Morphology （a） and initial size distribution （b） of emulsion drops 图3 实验装置示意图 Fig．3 Schematic diagram of the experimental set-up 1∙4 实验方法 实验装置如图3所示中间包模型为有机玻璃 制成．流体从钢包经长水口流入中间包内待流动 达到稳定状态后一定量的乳状液通过特定的方法 均匀分散在中间包内．随着流体的流动每隔一定 时间收集上浮至表面的夹杂物和水的混合物通过 特定方法分离得到纯乳状液则该条件下的夹杂物 去除率为： ηΔt＝ VΔt V0 （5） 式中ηΔt为特定方案的去除率；Δt 为时间间隔；V0 为初始加入的乳状液的体积mL；VΔt为Δt 时间间 隔内去除的乳状液的体积mL． 实验整体设备由供水系统、片光源系统、摄像系 统和夹杂物收集系统组成．对实验中重要的物理现 象利用高速数码摄像系统进行详细的拍摄和记录 旨在更好地揭示中间包内夹杂物的去除机理． ·782· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷