电渣重熔过程传热与流动的数值模拟研究

摘要：

建立了电渣重熔体系下三维非稳态数学模型.采用基于有限体积的电势法,求解麦克斯韦方程组,洛伦兹定律和焦耳定律得到液态渣和金属熔池中电流密度、磁场、电磁力以及焦耳热功率密度的分布.将电磁力和焦耳热作为源项插值到动量及能量守恒方程,对电磁多相流流动、传热及凝固进行耦合分析.采用VOF多相流模型分析渣金界面行为.采用适用范围更广的RNG k-ε湍流模型分析流动现象.由于近壁处是低普朗特数流动,运用增强型壁面函数考虑此处流动.分析凝固时,采用了基于焓守恒的液相率方程.凝固糊状区则采用多孔介质模拟,孔隙率与液相率相等.结果表明,电流密度最大值出现在金属液滴中,焦耳热密度最大值在金属液滴周围的渣中.渣池中出现两对漩涡.在焦耳热和流动共同作用下,高温区位于电极外侧的下方.随着电流的增加,渣池温度增加,焦耳热流密度最大值和熔池深度均增加.

关键词： 电渣重熔过程 传热性能 多相流流动 数值模拟

作者: 荣文杰 王强 李宝宽

作者单位: 东北大学材料与冶金学院工程热物理,沈阳 110819

会议类型: 国内会议

会议名称: 中国金属学会特钢分会特钢冶炼学术委员会2014年全国特钢年会

会议地点: 天津

会议语种:中文

页码: 351-359

在线出版日期: 2014-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）