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曲线壁型氧枪超音速射流数值模拟研究
文章作者:何伟等
出处: 冶金自动化2021年第6期
作者单位: 白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室轻合金项目组
参考文献:
关键词:氧枪;foelsh方法;曲线壁型;超音速射流;数值模拟
摘要:转炉氧枪的超音速射流影响转炉金属熔池的供氧、造渣等重要功能。基于foelsh方法设计了一套扩张段为曲线壁型的拉瓦尔管,结合Standard kε湍流模型,建立可压缩氧气射流的二维轴对称计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD) 模型,对比研究了设计和非设计工况下直线壁型、曲线壁型拉瓦尔管的射〖JP〗流特性。结果表明,曲线壁型拉瓦尔管在喷管出口处的速度提高0.42%~1.35%,可以获得更大的速度增加冲击动能;〖JP+1〗在出口处曲线壁型喷管的动压较直线壁型喷管提高0.56%,且随着操作压力的提高,曲线壁型喷管的动压衰减更慢;在出口处曲线壁型喷管的静压降低5.4%~8.2%,可降低在出口处形成非完全膨胀波的可能性;曲线壁型喷管内速度矢量更加平行,使得射流拥有更大的冲击动能,搅拌熔池以达到供氧和造渣功能。
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