D0I:10.13374/j.issn1001053x.198M.01.022 北京钢铁学院学报 1984年第1期 底吹气体搅拌下熔池内流场的研究 热工原理教研室李有幸郭鸿志 摘 要 本文将物理模型实验与数学模型数值求解相配合，对底吹气体揽拌下熔池内 流场进行了研究。以淌流运动学方程和动力学方程、Harlow一Nakayama湍流 k一e双方程模型[1]及边界尔件构成了所研究问题的数学模型，应用Spalding 等计算湍流回流的方法〔2]，对数学模型数值求解，得到熔池流场涡量，流函 数、湍动能、湍动能耗散率、湍流旋涡粘性系数、速度、含气率及密度等的分 布，计算与测定了三种工况，计算与实验结果吻合。 主要符号表 H—一熔池深度 τw一壁面摩擦应力 k一湍动能 5一涡量 NP一边界点与最邻近边界节点 下标： 间垂直距离 P一边界上的点 PrK.一湍动能普兰特数 np一邻近边界网格点 中—一流函数 m,一模型 3一湍动能耗散路 L。一实物 Pr3一湍动能耗散率普兰特数 g一气体 ag,一平均靛面含气率 1一液体 N一标准状态 一、 前 言 用氩气或其它惰性气体底吹搅拌熔池，在转炉，钢包和其它有色金属熔炼过程中有着广 泛的应用。l976年以米Guthrie、.Szekely等人用数模数值求解与物理模型实验相配合， 就钢包底吹熔池流场研究做了大量工作[3]~[8]，但是还有不少问题，诸如底吹熔池 两相流榄型，两相流舍气率公式，两相流小心线、圆顶及自由面的边界条件等不完善，儒 要进一步研究。 底吹转炉和纲包熔池的数学模型基本同，仙钢包熔池深，转炉熔池浅，熔池高宽儿 75北京铜铁学院学报 礴年 绍 翔 底吹气体搅拌下熔池内流场的研究 热工 原理 教 研 室 李有章 郭鸿志 摘 要 本 文 将 物理模型 实验 与数学模 型数 值求解相配 合 ， 对底吹 气体揽拌下 熔池 内 流场进 行 了研 究 。 以湍流运 动学 方程 和 动力学方程 、 一 湍流 一 。 双 方程模型 〔门 及 边界 条件 构成 了所研 究 问题的数学模型 ，应用 等计算湍 流 回流 的方 法 〔幻 ， 对数学模型数值求解 ， 得到熔池流场涡量 ， 流 函 数 、 湍动能 、 湍动能耗散率 、 湍流旋涡 粘性系数 、 速度 、 含气率及密 度 等 的 分 布 ， 计算与测定 了三 种工 况 ， 计 算与实验结果 吻合 。 主要符号表 — 熔 池深度 — 湍动能 — 边界 点与最邻近 边 界节点 间垂直距离 一 湍动能普兰特数 冲— 流函数 — 湍动能耗散率 一 湍动能耗散率普兰特数 — 平均截面 含气率 ， — 壁面摩擦应 力 雪— 涡 量 一 卜标 — 边界上的点 — 邻近 边界 网格点 — 模型 — 实物 — 气体 — 液体 一 标准状态 一 、 前 言 用氢气或其它惰性气体底 吹 搅拌熔池 ，在转炉 ， 钢 包和其它有色金属熔炼过程 中有着广 泛的应用 。 年 以来 、 等人用数模数值求解与物理模型实验相配合 ， 就钢包底吹 熔池流场研究做 了大量工作 〕 一 〔 ， 但是还 有不少间题 ， 诸如底吹 熔池 两 相流模 型 ， 两 相流 含气率公式 ， 两 相流 ，卜心 线 、 圆顶及 自由面 的边界条件等不 完善 ， 需 要 进一步研究 。 底 吹 转炉 和钢 包熔 池 的数 学模 型丛 本相 同 ， 但钢 包熔 池深 ， 转炉熔 池浅 ， 熔 池高宽儿 DOI ：10．13374／j ．issn1001—53x．1984．01．022