شبيه سازي سه بعدي جريان سيال، انتقال حرارت و انتقال جرم در تانديش ريخته گري مداوم فولاد

توضیحات

چکیده

اساساً ميزان تميزي فولاد مذاب ورودي به قالب ماشين ريخته گـري مـداوم، متـأثر از نحـوه عملكـرد تانديش در شناورسازي و  حذف ناخالصي هاي غيرفلزي خواهد بود. در ايـن رابطـه نـوع الگـوي جريـان سيال حاكم در تانديش به همراه نيروهاي شناوري  ناشي از اختلاف دمايي در مذاب داخل تانـديش نقـش مهمي را ايفا مي نماي . دن در اين مطالعه جريان فولاد مذاب در تانديش  با استفاده از حل معادلات مومنتـوم در جريان مغشوش به همراه حل معادله انرژي براي شرايط غير همدما شـبيه سـازي شـده  اسـت. همچنـين جهت رسم منحني توزيع زمان اقامت سيال (RTD) در تانديش، معادله انتقال جـرم نيـز بطـور همزمـان بـا ساير  معادلات حاكم جهت انتشار ماده ردياب در سيستم حل گرديده است. شرايط مغـشوش در تانـديش به كمك مدل تجربي k − ε  اعمال شده است. براي حل عددي معادلات حاكم از نرم افـزار FLUENT استفاده گرديده است. با استفاده از نتايج مدل، رفتار  جريان سـيال در شـرايط همـدما و غيرهمـدما مقايـسه شده و اثر آن در عملكرد تانديش مورد بررسي قرار گرفته است.

مقدمه

در طي فرآيند ريخته گري مداوم، تانديش آخرين راكتور متالورژيكي است كه در آن فرصتي براي شناورسازي و حذف ناخالصي  هاي غير فلزي موجود در مذاب فراهم خواهد شد. در اين رابطه نيز پديده هاي جريان سيال كه در داخل تانديش رخ مي دهد،  مي تواند در شناورسازي ناخالصي ها بسيار مؤثر واقع شود. اصولاً اگر الگوي جريان سيال در داخل تانديش بگونه اي اصلاح شود  كه حجم منطقه راكد (مرده) حداقل و ميزان جريان در چرخش داخل تانديش بهينه شده باشد، ميزان شناورشدن ناخالصي ها و حذف آن ها از مذاب به بيشترين مقدار خواهد رسيد. در اين راستا محققان به منظور مطالعه رفتار جريان سيال در داخل  تانديش و بهينه سازي شرايط حاكم بر حذف بهتر ناخالصي ها به طور گسترده اي از مدل هاي رياضي و فيزيكي بهره گرفته اند.  در دو دهه گذشته تحقيقات گسترده اي در زمينه مدلسازي رياضي جريان فولاد مذاب در تانديش توسط محققان انجام شده  است. در گذشته ابتدا جريان مذاب در تانديش براي حالت پايا شبيه سازي شد، پس از آن با توسعه تكنولوژي در ساخت  كامپيوترهاي با سرعت و ظرفيت حافظه بالا، امكان شبيه سازي جريان براي حالت هاي ناپايا نيز فراهم شد.

ABSTRACT

The purity of the molten steel entering the continuous casting machine is mainly influenced by the tandic performance of the flotation and removal of non-metallic impurities. In this regard, the type of fluid flow pattern in Tandish, along with floating forces due to temperature difference, plays an important role in the melt inside the Tandisch. Dan In this study, the flow of molten steel in Tandish was simulated using a solution of momentum equations in a turbulent flow along with solving an energy equation for non-homogeneous conditions. Also, in order to plot the fluid distribution time distribution curve (RTD) in Tandish, the mass transfer equation is solved simultaneously with other governing equations for propagation of the tracer material in the system. The turbulent conditions in Tandish have been implemented using the empirical model k-ε. FLUENT software has been used to solve a number of governing equations. Using the results of the model, the flow behavior of the fluid is compared in homogeneous and non-homogeneous conditions and its effect on tandic performance has been investigated.

INTRODUCTIOIN

During the continuous casting process, Tandic is the last metallurgical reactor in which there will be an opportunity for flotation and removal of non-metallic impurities present in the melt. In this regard, fluid flow phenomena occurring inside the tandem can also be very effective in floating impurities. Basically, if the flow pattern of the fluid in the tandis is modified in such a way that the volume of the dead (dead) zone is optimized at minimum and the flow rate is optimized in the tandem rotation, the degree of flotation of the impurities and their removal from the melt will be greatest. In this regard, researchers have widely used mathematical and physical models to study the behavior of fluid flow inside the tandis and optimize the conditions governing the better removal of impurities. In the past two decades, extensive research has been carried out on the mathematical modeling of molten steel flow in Tandisch. In the past, the molten flow was first simulated in Tandish for a steady state, and then, with the development of technology in the construction of computers with high speed and high memory capacity, it was possible to simulate the flow for unstable states.

Year: 2017

Publisher : 11th National Congress of metallurgy of Iran

By : Mehdi Alizadeh , Hossein Edris

File Information: persian Language/ 12 Page / size: 219 KB

Download tutorial

سال : 1396

ناشر : يازدهمين كنگره ملي مهندسين متالورژی ايران

کاری از : مهدي عليزاده ,حسين ادريس

اطلاعات فایل : زبان فارسی / 12 صفحه / حجم : KB 219

آموزش دانلود