[发明专利]一种确定铁水包内气液两相流气含率的计算方法

摘要

本发明涉及一种确定铁水包内气液两相流气含率的计算方法，根据实际的铁水包的工艺参数，建立水模型的二维几何模型，确定水模型中的气体喷吹流量Qm，建立气液两相流模型和气液间相互作用力模型，获得水模型中的气含率分布图以及气液相流场。本发明方法可计算出气体在铁水包出口处的气含率及溢出速度，分析得出气体溢出而导致的液相喷溅量，可通过改变喷枪气体流量及插入喷枪深度检测其对气含率、溢出速度及喷溅量的影响，用于实时准确调整各工艺参数，减少事故的发生率。

主权项

1.一种确定铁水包内气液两相流气含率的计算方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1、根据实际的铁水包的工艺参数，以一定的相似比确定水模型的几何尺寸；S2、根据步骤S1中确定的水模型的几何尺寸，建立水模型的二维几何模型，并划分为二维结构网格模型；S3、根据铁水包高、喷枪插入深度、喷嘴直径、镁粉的喷吹流量、载气流量及步骤S1中所述水模型的几何尺寸，确定水模型中的气体喷吹流量Qm；S4、气液两相流模型的建立，所述气液两相流模型包括欧拉多相流模型和k‑ε湍流模型；所述欧拉多相流模型包括质量守恒方程和动量守恒方程；通过计算所述k‑ε湍流模型得出液体的湍动能k及液体的湍流耗散率ε，根据湍动能k及液体的湍流耗散率ε计算出液相的有效黏度μeff并将液相的有效黏度μeff带入欧拉多相流模型中求解欧拉多相流模型，得出气液相的流速及气相在液相中所占的体积百分率，即气含率；S5、动量守恒方程中气液间相互作用力Mk计算模型的建立，所述气液间相互作用力Mk计算模型包括曳力模型控制方程、升力模型控制方程和湍流扩散力模型控制方程；S6、设置所述水模型的网格模型的边界条件及初始条件；S7、根据欧拉多相流模型和k‑ε湍流模型，边界条件及初始条件，求解获得水模型中各点处的气液相流速及气含率分布。