。而对于三维模型,射流在到达结晶器出口处前,已充分发\r展。这是因为,在三维模型中,随着钢液射流向下运动,它与周围钢液有\r较大的动量传递,钢液射流的动量衰减较快,因此很快充分发展。反之,\r在二维模型中,钢液射流只与y方向上的钢液发生动量传递,钢液射流的\r动量衰减较慢,因此穿透深度较大。同时,钢液射流向结晶器内带入的高\r温钢液也越多,如图5所示,在二维模型中形成的高温区明显大于三维模\r型。这也说明,用二维模型计算出的凝固坯壳厚度小于用三维模型得到的\r结果。\r0.5!>w*Q.553m/£\rFl■唧|加\r"UlilhlL\rin\r'呷帕.\r'呗虬\r'呗I!\r"NMJL\rI7!rain1\r二\r第\r图4二维和三维模型流场对比图5二维三维模型\r温度场对比\r图6是有无凝固时小方坯结晶器中心截面的流场图。可见,在没有凝固\r时,下注钢液进入结晶器内的穿透深度大于有凝固时的情况。这一方面\r是由于热浮力的影响;另一方面是由于坯壳的形成使钢液的流动空间减\r小,相应减小了钢液的回流区。可见,在研究结晶器内的流场时,应充分\r考虑凝固的影响。\r0533rvs\r图6凝固对流动的影响\r5结论\r(1)本文建立了小方坯三维凝固数学模型,模型预测值与实验值符合\r较好,证明了模型的合理性。\r(2)三维模型与二维模型的对比表明:三维模型所得到的钢液射流穿\r深度小于二维模型所得到的结果,且形成较小的高温区;在研究小方坯的\r初始凝固,以确定相关工艺参数时,三维模型能更好的用来描述结晶器中\r的凝固和钢液流动。\r(3)铸坯凝固对结晶器内的流场影响很大,凝固使钢液回流区减小,\r说明在模拟结晶器内的钢液流动等参数时,应充分考虑凝固的影响。■\r基金项目:国家自然科学基金资助项目及国家重点基础研究发展规划项目\r作者单位:邓安元(东北大学)\r赫冀成(东北大学)
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