非对称两流中间包内流体流动的对称化 - 东北大学.PDF

第３４卷第１１期 东 北 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．１１ ２０１３年 １１月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｎｏｖ．　２０１３ 非对称两流中间包内流体流动的对称化 １ ２ ２ ２ 雷　洪 ，毕　乾 ，罗智恒 ，赵　岩 （１东北大学 材料电磁过程研究教育部重点实验室，辽宁 沈阳　１１０８１９；２东北大学　材料与冶金学院，辽宁 沈阳　１１０８１９） 摘　　　要：采用数值模拟和水模型实验相结合的方法研究了不同控流方案下非对称两流中间包内流体流 动行为，并将优化方案进行了工业实验．实验结果表明：采用经典组合方法计算各流的死区时，出现负死区现 象，因此采用平均停留时间作为评价参数；原方案中靠近长水口侧出口的平均停留时间为１９４ｓ，水口两流之 间的平均停留时间之差为９７ｓ，两流之间钢液温度差为５℃．利用非对称长方形湍流控制器可以实现钢液在 湍流控制器出口处流量的非对称分布．采用非对称长方形湍流控制器和多孔挡墙后，近长水口侧出口的平均 停留时间为２１１ｓ，水口两流之间的平均停留时间之差为３４ｓ，两流之间钢液温度差为３℃． 关　键　词：非对称中间包；准对称化；非对称湍流控制器；ＲＴＤ曲线；平均停留时间 中图分类号：ＴＦ７７７　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００５－３０２６（２０１３）１１－１５８９－０４ ＴｈｅＳｙｍｍｅｔｉｃＦｌｕｉｄＦｌｏｗｉｎａｎＡｓｙｍｍｅｔｉｃＴｗｏＳｔｒａｎｄＴｕｎｄｉｓｈ 　 １ ２ ２ ２ ＬＥＩＨｏｎｇ，ＢＩＱｉａｎ，ＬＵＯＺｈｉｈｅｎｇ，ＺＨＡＯＹａｎ （１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９， Ｃｈｉｎａ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＬＥＩＨｏｎｇ，Ｅｍａｉｌ：ｌｅｉｈｏｎｇ＠ｅｐｍ．ｎｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓａｎｄｗａｔｅｒｍｏｄｅｌｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅ ｆｌｕｉｄｆｌｏｗｉｎａｎａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｔｗｏｓｔｒａｎｄｔｕｎｄｉｓｈｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓ，ａｎｄｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｗａｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｅｒ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅｄｅａｄｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎａｐｐｅａｒｅｄｉｆｔｈｅｃｌａｓｓｉｃｃｏｍｂｉｎｅｄｍｅｔｈｏｄｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｄｅａｄｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｆｏｒｅａｃｈｓｔｒａｎｄ，ｓｏｔｈｅｍｅａｎｒｅｓｉｄｅｎｃｅｔｉｍｅｗａｓ ｃｈｏｓｅｎａｓｔｈｅｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒ．Ｉｎｔｈｅｆｏｒｍｅｒｔｕｎｄｉｓｈ，ｔｈｅｍｅａｎｒｅｓｉｄｅｎｃｅｔｉｍｅａｔｔｈｅｓｔｒａｎｄｎｅａｒｔｈｅ ｌａｄｌｅｓｈｒｏｕｄｗａｓ１９４ｓｅｃｏｎｄｓ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｍｅａｎｒｅｓｉｄｅｎｃｅｔｉｍｅｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｓｔｒａｎｄｓｗａｓ ９７ｓｅｃｏｎｄｓ，ａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｓｔｒａｎｄｓｗａｓ５℃．Ｔｈｅａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｏｆｔｈｅｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｒｅｃｔａｎｇｌｅ