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学校代码： 10128学 号：201220411061本科毕业论文英文文献翻译题 目：电磁力应用在中间包内的控流数学模型学生姓名：高 燕学 院：材料科学与工程学院系 别：材料与冶金工程专 业：冶金工程班 级：冶金12-1班指导教师：路焱/讲师二〇一六年六月电磁力应用在中间包内的控流数学模型Anurag Tripathi摘要中间包的控流在提高钢的质量上是很重要的。威尔斯大坝和浇注室的设备用于控制中间包内的流动。电磁力作为这些设备替代品的调查对现在的工作是客观要求，因此,三维磁流体动力模拟研究了电磁力对中间包流动行为的影响。对磁流体动力模型进行的仿真实验验证了哈特曼问题的解释，获得的结果显示改善了包括浮动情况在内流场的最佳流动强度。关键词：板坯连铸机，中间包，塞体积，平均停留时间，夹杂物浮选，电磁力量一 介绍在钢铁市场，钢铁的质量正在成为一个要取得利润的最大化的重要参数。分离钢中夹杂物是获得优质钢的步骤。去除钢中夹杂物是中间包冶金炼钢过程的一个步骤,从而提高钢的质量。中间包内夹杂物的上浮情况视包内钢液流动状态而定。RTD的特征是建立一个预测中间包夹杂物分离的标准。Ahuja和Saha假设过某些RTD特点实现夹杂物的最大分离比[1 - 3]。控制流体流动是取得中间包所需的RTD的特征的一种方法。中间包内的流体流动通过不同类型的控流调节器来控制。传统的流动调节器是利用中间包内的坝和堰，坝和堰已经提高了流动特性，却导致有效面积的减少。设计有效的流动调节器是中间包冶金必威体育精装版的研究领域。对于中间包内流动现象的理解是流动调节器设计的先决条件。不同的研究人员对中间包内流体流动现象做过调查，各种研究人员研究表明浇注过程会强烈的影响中间包内流动行为。必威体育精装版的控流调节器的设计是依靠抑制中间包浇注区域的流体。RD.Morales等人讨论了湍流抑制器在湍流进入中间包的作用，Foseco对倒箱的设计是这个方向上的必威体育精装版研究，倒箱的设计是为了抑制浇注区域附近的湍流,从而实现所需的RTD的特点。湍流抑制器是机器设备，需要其他参数（例如覆盖物的位置、下潜深度以及中间包的设计等）提供所需的流动特性。用外部力量代替这些机械设备才能约束对中间包内其他各种参数的依赖。术语：C：注入示踪剂的质量分数L：中间包一半的长度K:湍流动能P：压力RTD：停留时间分布T：时间Tm：实际平均停留时间tmin平均停留时间tr：理论平均停留时间u0：速度波动V 体积B 磁场强度Z哈特曼数希腊符号p 钢的密度u分子粘性的钢铁uc湍流粘度的钢铁ueff部件的有效粘度lsc：紊流施密特数ke:湍流动能耗散率tss:湍流剪应力σ:导电性使用外部力量在中间包内控流是在流动改性剂上的一个创新概念。因此,当前工作的目的是探索用电磁力代替现有的机械设备。电磁力量的使用仅限于各种钢铁制造商造过程的模具。电磁力量似乎可以引导中间包内流体流动。因此，当前使用电磁力作为的中间包流动改性剂同样也是一个增加炼钢过程处理的这些力的应用的研究。二模型开发2.1几何描述对称的一半中间包的模拟能完成实验。1a和1b显示的是对称的三角型中间包的一半的顶部和垂直剖面图。中间包的尺寸如图中1a、1b所示。用于模拟的倒箱维数可以从图2a和2b中看到。电磁力具体位置的数学模型在中间包的模拟可从图1b中看出，表一是中间包的操作参数，表2显示对仿真进行的研究。2.2数学公式和假设中间包流场是通过解决连续性和动量在三维的守恒方程的计算的。模型为等温条件而发展，在整个中间包室内均钢温度1600C是假设条件。标准的k–e模型解决了靠近入水和出水处的湍流混合。假定中间包内液体的自由表面为平面，认为渣的深度是无关紧要的。将电磁力合并为体积动量方程的源项，忽视自然对流效应，同时计算速度场。中间包示踪剂的离散方程解决了捕获中间包示踪剂浓度的变化进而分析RTD特征的问题。表3说明了RTD的表达特点。控制方程，连续性方程：表1用于仿真的中间包板脚轮的操作参数序号参数值1基线长度(米)1.12覆盖物的下潜深度 (m)0.353覆盖物直径(米)0.0854出口喷嘴直径0.0815吞吐量(吨/分钟)3.5表2选择模拟情况序号中间包内控流设备使用磁场强度(T)1设有倒箱02没有流控制设备03磁流控制装置0.14磁流控制装置0.55磁流控制装置1表3表达式RTD特点序号RTD特点表达式1理论停留时间(tr)中间包的体积/体积流率2实际平均停留时间(tm)（i=1,2,3）3平均突破时间(tmin)首次出现示踪剂4部分死区体积VPV=tmin/ tr5死体积分数VDV =1- tm /t6混合体积分数VMV = 1-VPV-VDV动量方程：层流剪切力由雷诺数得出的剪切力Ui是第i个组件速度矢量,i和j改变x,y,z方向,如果是体积源