基于FLUENT的中板吹扫射流数值模拟及工程应用

来源 :安徽工业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:jrno1213
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随着钢铁行业的转型升级,如何提升产品质量,保证产品核心竞争力已成为国内外各大钢企的首要研究目标。由于高温条件及与空气的接触,氧化铁皮在生产过程中必然存在且长期以来都是影响热轧产品质量的首要因素。虽然高压水除鳞能有效控制轧制过程中的氧化铁皮,但由于实际生产中各种因素的限制,除鳞后仍有部分氧化残渣停留在钢板表面,这些残渣在轧制过程中极易使钢板表面形成凹坑,麻点等缺陷,大大降低了产品的性能与质量。为解决这一问题,本文提出在粗、精轧机组前后增加吹扫系统,通过中压水吹扫射流的方式去除高压水除鳞后残余的氧化铁皮,提高产品质量,并结合生产实际需要,以吹扫系统中的射流部分为研究对象,依据计算流体动力学原理,采用FLUENT软件对吹扫流场进行模拟,研究喷嘴结构与工艺参数对吹扫性能的影响,从而为吹扫系统在生产中的工程应用提供理论依据。目前吹扫系统已经实际生产中投入使用,并取得较好的效果。本文主要研究工作如下:(1)通过GAMBIT软件对吹扫除渣过程中的射流场进行几何建模与网格划分并将其引入FLUENT软件中,根据实际情况选择FLUENT中的求解器、计算模型及数值算法,同时依据流体力学基本控制方程计算边界条件,对吹扫流场进行数值模拟。(2)根据FLUENT软件在不同参数条件下的模拟结果并结合射流核心区与壁面区的速度曲线图及动压曲线图,分析喷嘴结构及工艺参数对吹扫射流性能的影响,建立吹扫射流速度与射流动压之间的数学模型,为实际应用中参数的选取提供理论依据。(3)分析比较FLUENT软件中的SIMPLE算法与PISO算法间的异同,对比验证两种算法在各相同条件下的模拟结果,依据二者模拟结果的重合度验证模拟结果的准确性。(4)阐述吹扫系统基本结构,分析吹扫系统在工程应用中的效果。目前吹扫系统已成功应用于某中板厂生产线,并在提高产品质量的同时取得了较好的经济收益。
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