电渣重熔磁流体两相流和传热过程的数值模拟研究

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• 作者：王强荣文杰李宝宽
• 会议时间：2014-09-25
• 关键词：电渣重熔 ; 金属熔池 ; 磁流体两相流 ; 传热机制
• 作者单位：东北大学 材料与冶金学院工程热物理,沈阳 110819
• 母体文献：2014年全国特种冶金技术学术会议论文集
• 会议名称：2014年全国特种冶金技术学术会议
• 会议地点：南京
• 主办单位：中国金属学会
• 语种：chi
• 分类号：TF1;TG2

摘要

建立了电渣重熔三维非稳态耦合数学模型.采用电势法求解麦克斯韦方程组、洛伦定律和焦耳定律,得到电磁力和焦耳热的分布,然后作为源项插值到动量及能量方程,对磁流体两相流和传热进行耦合求解.采用VOF多相流模型分析金属液滴滴落行为.使用RNG k-ε湍流模型求解流动,由于近壁处的低普朗特数流动,配合使用增强型壁面函数.利用焓—多孔介质方法考虑糊状区的动量衰减和金属的凝固.实验结果与计算结果吻合的较好.金属液滴周围汇聚着大量的焦耳热和较大的电磁力,且随着液滴的滴落,焦耳热和电磁力分布会发生变化.渣池高温区位于电极外侧的下方,靠近渣金界面处.当电流从1000A增加到2000A时,渣池最高温度从1678℃上升到1742℃,金属熔池最大深度从34.0mm增大到59.5mm.