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三维VOF模型及其在溢洪道水流计算中的应用 被引量：79
1
作者 李玲 陈永灿 李永红 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期83-87,共5页
详细介绍了VOF模型及其应用方法,结合k-ε紊流模型和分段线形方式构造界面的方法,数值求解了带自由水面的三维水流流动问题。以大型水工建筑物溢洪道内水流流动为例,计算了溢洪道内水流流动特性,并将计算结果与实验数据进行对比,结果表... 详细介绍了VOF模型及其应用方法,结合k-ε紊流模型和分段线形方式构造界面的方法,数值求解了带自由水面的三维水流流动问题。以大型水工建筑物溢洪道内水流流动为例,计算了溢洪道内水流流动特性,并将计算结果与实验数据进行对比,结果表明计算值与实测值相吻合,说明VOF模型能够精确地跟踪自由表面,适用于溢洪道等大型水工建筑物内的水流流动的数值模拟。 展开更多
关键词 水力学 自由表面 VOF方法 溢洪道 数值模拟
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影响阶梯溢流坝消能率的因素 被引量：60
2
作者 陈群 戴光清 +1 位作者 朱分清 杨庆 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期95-104,共10页
为了探求提高阶梯溢流坝消能率的措施 ,本文首次采用紊流数值模拟方法 ,对影响阶梯溢流坝消能率的一些主要因素 ,如单宽流量、坝坡、阶梯高度等进行研究。结果表明 ,消能率随单宽流量的增大而显著降低。坝坡越缓 ,消能率越高。阶梯高度... 为了探求提高阶梯溢流坝消能率的措施 ,本文首次采用紊流数值模拟方法 ,对影响阶梯溢流坝消能率的一些主要因素 ,如单宽流量、坝坡、阶梯高度等进行研究。结果表明 ,消能率随单宽流量的增大而显著降低。坝坡越缓 ,消能率越高。阶梯高度对消能率的影响与单宽流量有关 ,当单宽流量较小时 ,消能率随阶梯高度变化较大 ;当单宽流量较大时 ,阶梯高度对消能率的影响很小。根据紊流数值模拟得到的坝面流场的紊动动能和紊动耗散率分布 ,对单宽流量增大时消能率降低的根本原因进行了探讨 ,提出了一些提高消能率的具体措施。 展开更多
关键词 水力学 阶梯溢流坝 数值模拟 单宽流量 坝坡 阶梯高度
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竖缝宽度对竖缝式鱼道水流结构的影响 被引量：57
3
作者 张国强 孙双科 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期151-156,共6页
竖缝式鱼道具有流态稳定、对上下游水位变动自适应性强、过鱼效率高等技术特点,是目前国内外比较流行的鱼道布置方式之一,得到了广泛的工程运用。已有研究表明,影响竖缝式鱼道水流结构的参数主要包括各级水池的长宽比、导板长度、导向... 竖缝式鱼道具有流态稳定、对上下游水位变动自适应性强、过鱼效率高等技术特点,是目前国内外比较流行的鱼道布置方式之一,得到了广泛的工程运用。已有研究表明,影响竖缝式鱼道水流结构的参数主要包括各级水池的长宽比、导板长度、导向角度、以及隔板墩头体型等。本文在已有研究基础上合理取用竖缝式鱼道的长宽比、导板长度、导向角度等参数,采用数值模拟方法,进一步研究了竖缝宽度对水池内水流结构的影响,并给出了其合理取值范围。 展开更多
关键词 环境水力学 竖缝式鱼道 数值模拟计算 竖缝宽度 水流结构 单位水体消能率
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环境水力学的研究进展与发展趋势 被引量：20
4
作者 李玉梁 李玲 《水资源保护》 CAS 2002年第1期1-6,共6页
对 2 0世纪 70年代以来环境水力学的主要进展及研究内容进行了综述 ,指出当前环境水力学发展的两个重要趋势 ,一是研究对象由无生命组分进入有生命组分 ,向生态水力学发展 ;二是与“3S”结合 ,研究水域由小变大 ,向流域性水域发展。最... 对 2 0世纪 70年代以来环境水力学的主要进展及研究内容进行了综述 ,指出当前环境水力学发展的两个重要趋势 ,一是研究对象由无生命组分进入有生命组分 ,向生态水力学发展 ;二是与“3S”结合 ,研究水域由小变大 ,向流域性水域发展。最后提出了“三水”转换水质模拟 。 展开更多
关键词 环境水力学 水质 紊流模型 生态模拟 水生态 发展趋势
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水压锥阀流场的CFD解析 被引量：23
5
作者 王艳珍 于兰英 +2 位作者 柯坚 王国志 邓斌 《机械》 2003年第5期20-22,共3页
对水压锥阀流场进行了CFD解析 ,解析结果以可视的速度场和压力场分布给出。针对锥阀过流特性的分析结果对阀芯结构进行改进 ,将阀芯锥面与柱面直接相接改为圆弧过渡 ,改进后的结构明显减小了压力损失和阀内最小负压值 。
关键词 水压传动 锥阀 流场 CFD 计算流体力学 压力场 速度场
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水压轴向柱塞泵内部空化流动数值模拟 被引量：33
6
作者 翟江 赵勇刚 周华 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期244-249,260,共7页
采用Schnerr-Sauer模型对水压轴向柱塞泵内部的空化流动进行了数值模拟,在不同的泵入口压力条件下,对泵出口的流量和压力脉动进行了分析。研究结果表明:当泵入口压力较低时,位于吸水区的柱塞腔内将出现明显的空化,空化区域主要位于柱塞... 采用Schnerr-Sauer模型对水压轴向柱塞泵内部的空化流动进行了数值模拟,在不同的泵入口压力条件下,对泵出口的流量和压力脉动进行了分析。研究结果表明:当泵入口压力较低时,位于吸水区的柱塞腔内将出现明显的空化,空化区域主要位于柱塞腔的内侧,其中柱塞腔刚进入配流盘吸水槽时的空化最为严重;吸水区柱塞腔严重的空化将会导致泵出口的流量和压力出现较大的脉动;提高泵的入口压力将使空化程度减弱,但过大的泵入口压力会导致柱塞腔在吸水区产生压力冲击;空化程度减弱到一定程度之后,泵进口压力的改变对泵出口的流量和压力脉动不再有显著影响。 展开更多
关键词 水液压 轴向柱塞泵 空化 脉动 数值模拟
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“S”型溢洪道水流特性试验与数值模拟研究 被引量：25
7
作者 周勤 伍超 +2 位作者 赵元弘 叶茂 胡耀华 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期78-82,共5页
对“S”型溢洪道进行了模型试验和数值模拟研究。经试验优化后的斜槛布置改善了溢洪道水流流态,减小了横向超高。为进一步验证该溢洪道在实际工程中的可行性,采用k ε双方程紊流模型进行了三维数值模拟,并对试验成果和数值模拟成果进行... 对“S”型溢洪道进行了模型试验和数值模拟研究。经试验优化后的斜槛布置改善了溢洪道水流流态,减小了横向超高。为进一步验证该溢洪道在实际工程中的可行性,采用k ε双方程紊流模型进行了三维数值模拟,并对试验成果和数值模拟成果进行了分析对比,两者基本一致。研究表明,只要精心地布置斜槛,采用相对简单的斜槛法既能节省投资。 展开更多
关键词 水力学 水工建筑物 溢洪道 数值模拟 “S”型 斜槛
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窄深矩形断面明渠流速分布的研究 被引量：29
8
作者 胡云进 万五一 +2 位作者 蔡甫款 毛根海 谢放 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期183-187,共5页
建立了一个三维紊流数学模型,对实际灌区中的窄深矩形断面明渠水流的流速分布进行了数值模拟.计算结果与实测结果符合得较好,表明数学模型及参数是合理可靠的.运用该模型,对2种底坡、2种糙率以及3种宽深比组合情况下的窄深矩形断面明渠... 建立了一个三维紊流数学模型,对实际灌区中的窄深矩形断面明渠水流的流速分布进行了数值模拟.计算结果与实测结果符合得较好,表明数学模型及参数是合理可靠的.运用该模型,对2种底坡、2种糙率以及3种宽深比组合情况下的窄深矩形断面明渠水流的流速分布进行了数值模拟,得出了窄深矩形断面明渠垂线流速分布律和垂线平均流速横向分布律,并应用实测资料验证了上述流速分布律.结果表明,在明渠底部内区流速分布能很好地符合对数分布律,但在明渠外区流速分布则符合抛物线分布,垂线平均流速沿横向的分布接近于幂函数分布,给出的断面流速分布经验公式具有很好的精度. 展开更多
关键词 水力学 明渠 流速分布 数值模拟
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大型立式泵站簸箕型进水流道三维紊流数值模拟 被引量：19
9
作者 成立 刘超 +1 位作者 周济人 汤方平 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期65-68,共4页
针对典型的簸箕型进水流道 ,应用紊流模型对流道内部流态及水泵吸水管各断面流速分布进行了数值模拟 ,计算结果符合实际情况。数值计算揭示了簸箕型进水流道内流动规律 ,进水流道吸水管下方存在奇点 ,如相关设计参数不当易产生漩涡。根... 针对典型的簸箕型进水流道 ,应用紊流模型对流道内部流态及水泵吸水管各断面流速分布进行了数值模拟 ,计算结果符合实际情况。数值计算揭示了簸箕型进水流道内流动规律 ,进水流道吸水管下方存在奇点 ,如相关设计参数不当易产生漩涡。根据计算分析 ,提出大型泵道簸箕型控制参数 。 展开更多
关键词 水力学 水力机械 数值模拟 三维流场 泵站 簸箕型进水流道
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卜型岔管水力模型试验及三维数值计算研究 被引量：25
10
作者 毛根海 章军军 +3 位作者 程伟平 胡云进 彭六平 陈丽芬 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期16-20,51,共6页
结合无锡马山抽水蓄能电站卜型岔管试验研究 ,对卜型岔管不同工况的水流流态、水头损失等水流特性进行了水力模型试验与数值计算研究 ,试验中发现并成功地模拟出二次流流态。数值计算采用Reynolds应力方程模型 (RSM )的湍流模型 ,应用... 结合无锡马山抽水蓄能电站卜型岔管试验研究 ,对卜型岔管不同工况的水流流态、水头损失等水流特性进行了水力模型试验与数值计算研究 ,试验中发现并成功地模拟出二次流流态。数值计算采用Reynolds应力方程模型 (RSM )的湍流模型 ,应用有限体积法和二阶迎风格式 ,速度场与压力的耦合计算采用Simplec。研究结果表明 ,计算与试验结果吻合较好。卜型岔管在不同运行工况下的水头损失差别较大 ,多数工况下流态分布比较均匀 ,总体能量损失较小 ,适合工程中优先选用。 展开更多
关键词 水力学 岔管 数值模拟 水头损失 二次流
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宽尾墩后接阶梯溢流坝面水工设施的研究 被引量：26
11
作者 胡耀华 伍超 +2 位作者 卢红 张挺 莫政宇 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期37-41,共5页
将宽尾墩安置在阶梯溢流坝上游形成一种新的水工设施,它兼有宽尾墩和阶梯溢流坝面的特点,比纯阶梯坝单宽流量可增大数倍。由于在阶梯面与挑射水流之间形成气体空腔,可实现充分掺气。本文对其进行了数值模拟,采用了双孔方案。虽然网格数... 将宽尾墩安置在阶梯溢流坝上游形成一种新的水工设施,它兼有宽尾墩和阶梯溢流坝面的特点,比纯阶梯坝单宽流量可增大数倍。由于在阶梯面与挑射水流之间形成气体空腔,可实现充分掺气。本文对其进行了数值模拟,采用了双孔方案。虽然网格数增加了一倍,但比单孔而言流场更加完整。通过数值模拟得到的墩后水翅、阶梯面挑射水舌和掺气腔体等,与实验观测到的现象吻合。介绍了复杂水工建筑物的网格生成方法。本文的研究成果可以为设计提供参考依据。 展开更多
关键词 水力学 三维数值模拟 宽尾墩 阶梯溢流坝
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弯曲圆形管道紊流的数值模拟 被引量：19
12
作者 张土乔 尹则高 毛根海 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期61-65,共5页
由于弯道内流态的复杂以及自由水面跟踪处理的困难,对水力要素变化较大的强三维运动弯道紊流进行精确模拟存在一定难度。本文应用VOF方法跟踪处理自由水面,利用三维RNGk ε紊流模型模拟无压弯曲圆形管道紊流的复杂流动状况。通过模拟计... 由于弯道内流态的复杂以及自由水面跟踪处理的困难,对水力要素变化较大的强三维运动弯道紊流进行精确模拟存在一定难度。本文应用VOF方法跟踪处理自由水面,利用三维RNGk ε紊流模型模拟无压弯曲圆形管道紊流的复杂流动状况。通过模拟计算,得到了管道水流的自由水面、流速、紊动动能及紊动耗散率分布,并与试验实测结果进行对比分析。 展开更多
关键词 水力学 弯曲圆形管道 RNG K-Ε紊流模型 VOF方法 数值模拟
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悬臂式掘进机回转机构的建模与动力学仿真 被引量：22
13
作者 董磊 任家骏 +1 位作者 王喜胜 吴凤林 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第6期83-85,共3页
基于三维造型软件UG实现了悬臂式掘进机回转机构的三维实体建模,通过Parasolid格式将模型导入ADAMS进行仿真分析,利用ADAMS/Hydraulics模块实现了机械-液压联合仿真,得到了3种工况下回转台与回转油缸铰接点的轴向力和径向力曲线,并对仿... 基于三维造型软件UG实现了悬臂式掘进机回转机构的三维实体建模,通过Parasolid格式将模型导入ADAMS进行仿真分析,利用ADAMS/Hydraulics模块实现了机械-液压联合仿真,得到了3种工况下回转台与回转油缸铰接点的轴向力和径向力曲线,并对仿真结果作出了分析,为优化设计和有限元分析等提供了理论依据。 展开更多
关键词 UG ADAMS/hydraulics 悬臂式掘进机 回转机构 仿真
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Fluent软件在泄水工程中的应用 被引量：22
14
作者 巨江 刘少斌 杨晓池 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期110-114,共5页
本文使用Fluent软件,计算得到了溢洪道、泄洪闸工程泄洪时的泄流能力曲线、壁面压力分布、沿程水面线及流速分布,其结果与模型试验资料吻合良好。特别是在进口断面上自编程序使用了水位边界条件,将流量作为未知量由计算求得,克服了目前... 本文使用Fluent软件,计算得到了溢洪道、泄洪闸工程泄洪时的泄流能力曲线、壁面压力分布、沿程水面线及流速分布,其结果与模型试验资料吻合良好。特别是在进口断面上自编程序使用了水位边界条件,将流量作为未知量由计算求得,克服了目前许多文献假定进口边界上流量已知、流速沿水深均匀分布的缺陷,增强了软件的实用性,建议计算水力学同行参考应用。 展开更多
关键词 水力学 Fluent软件 泄水工程 N-S方程 数值模拟
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南水北调中线工程冰期输水特性研究 被引量：23
15
作者 穆祥鹏 陈文学 +1 位作者 崔巍 郭晓晨 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期1295-1301,1307,共8页
应用水力学、冰水力学和传热学等理论,通过建立渠道的气、水、冰的热传导方程,水温控制方程,水流运动、浮冰输移及冰盖发展方程,构建了南水北调中线干渠的一维冰期输水模型。该模型不仅考虑了渠道拦冰索对流冰的控制条件,以及穿黄隧洞... 应用水力学、冰水力学和传热学等理论,通过建立渠道的气、水、冰的热传导方程,水温控制方程,水流运动、浮冰输移及冰盖发展方程,构建了南水北调中线干渠的一维冰期输水模型。该模型不仅考虑了渠道拦冰索对流冰的控制条件,以及穿黄隧洞等地下结构的地温影响,还通过加入闸门控制算法,模拟了渠道中闸门对水位和流量的调控作用,使得数值模拟结果更能符合工程的实际情况。利用此建立的模型,对该工程黄河以北干渠的冰期输水过程进行了模拟,分析了渠道的冰情特性,研究了冰期渠道的水力响应特性,并提出了渠道冰害防治和运行控制等方面的建议。 展开更多
关键词 冰水力学 冰期输水 南水北调中线工程 数值模拟
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长距离输水渠道冰期运行控制研究 被引量：22
16
作者 穆祥鹏 陈文学 +2 位作者 崔巍 郭晓晨 王琦 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2010年第1期8-13,共6页
高纬度地区的渠道在冬季往往采用冰盖下输水,保证冰盖的稳定性是渠道冬季安全输水的前提条件。目前,渠道在冬季的运行控制多依靠经验,开展长距离渠道冰期运行控制研究对实现冰期安全输水是十分重要的。利用数值模拟的方法分析了长距离... 高纬度地区的渠道在冬季往往采用冰盖下输水,保证冰盖的稳定性是渠道冬季安全输水的前提条件。目前,渠道在冬季的运行控制多依靠经验,开展长距离渠道冰期运行控制研究对实现冰期安全输水是十分重要的。利用数值模拟的方法分析了长距离输水渠道的冰情和水情的变化过程,根据渠道内的冰情演变特性,提出冬季渠道应采用闸前常水位方式运行。鉴于气象预报以及冰情预报可能存在的不确定性,提出采用水位-流量串级的反馈控制算法,建立了渠道冰期运行控制模型,并在控制器内加入解耦环节,以提高渠道的控制效果。并通过南水北调中线干渠的数值模拟实验,对渠道冰期运行控制模型的控制效果进行了验证。结果表明,该冰期运行控制模型可以实现渠道冬季安全、适时、适量的供水目标。 展开更多
关键词 冰水力学 冰期输水 南水北调中线工程 数值模拟 渠道
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多股水平淹没射流水垫塘流场数值模拟 被引量：20
17
作者 杨忠超 邓军 +2 位作者 张建民 曲景学 杨永全 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期69-73,共5页
水垫塘三维流场的研究是深入研究消能机理的基础 ,多股水平淹没射流水垫塘作为一种新的消力池型式 ,其水垫塘内水流流态特征是研究者最为关心的问题之一 ,本文对向家坝多股水平淹没射流水垫塘的三维流场进行了数值模拟 ,将计算的消力池... 水垫塘三维流场的研究是深入研究消能机理的基础 ,多股水平淹没射流水垫塘作为一种新的消力池型式 ,其水垫塘内水流流态特征是研究者最为关心的问题之一 ,本文对向家坝多股水平淹没射流水垫塘的三维流场进行了数值模拟 ,将计算的消力池底板压强及流速与实测结果进行了对比 ,计算值与实测值吻合较好 ,计算的消力池内三维流场与实验中观察到的流态及理论分析结果吻合很好 ,结合流场特性分析了试验和计算中发现的中孔射流冲击点比表孔射流冲击点更远的原因 ,分析了中孔之间不存在稳定的、明显的、贯穿的“马蹄涡”及其原因。 展开更多
关键词 水力学 三维流场 数值模拟 水垫塘 淹没射流
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跌坎底流消能水流再附长度的数值模拟研究 被引量：20
18
作者 刘之平 夏庆福 孙双科 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期162-167,共6页
生态友好理念坝工建设趋势下,底流消能优势明显。采用消力池池首设置跌坎的底流消能工很好的解决了消力池临底流速高危害运行安全的难题。本文是在近年来多项高坝工程采用跌坎底流消能工的背景下,通过采用RNGk-ε紊流模型结合VOF方法的... 生态友好理念坝工建设趋势下,底流消能优势明显。采用消力池池首设置跌坎的底流消能工很好的解决了消力池临底流速高危害运行安全的难题。本文是在近年来多项高坝工程采用跌坎底流消能工的背景下,通过采用RNGk-ε紊流模型结合VOF方法的两相流数值模拟方法,开展了跌坎底流消能水流再附长度～跌坎高度～坎上水深～坎上流速相互关系的研究。研究结果表明,在坎高和坎上水深一定的情况下,流速的变化不影响水流的再附长度。同过研究结果的无量纲化,给出了L/d(再附长度/跌坎高度)～d/h0(跌坎高度/坎上水深)的关系。 展开更多
关键词 水力学 底流消能 再附长度 数值模拟 RNGk-ε紊流模型
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60t钢包浇注过程中汇流旋涡形成机理 被引量：18
19
作者 蔺瑞 颜正国 +1 位作者 刘涛 于景坤 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期655-659,共5页
依据相似原理,通过水模拟实验,对某钢厂60t钢包浇注过程中钢水旋涡产生及卷渣过程进行研究,考察了初始液面高度、水口直径、水口偏心率和渣层对产生旋涡临界高度的影响.结果表明,产生旋涡的临界高度随水口直径增大而增大,随水口偏心率... 依据相似原理,通过水模拟实验,对某钢厂60t钢包浇注过程中钢水旋涡产生及卷渣过程进行研究,考察了初始液面高度、水口直径、水口偏心率和渣层对产生旋涡临界高度的影响.结果表明,产生旋涡的临界高度随水口直径增大而增大,随水口偏心率增大而减小,初始液面高度对产生旋涡的临界高度影响不大,渣层在一定程度上可抑制旋涡的产生和发展,但其厚度对旋涡没有明显影响.得到了钢包浇注过程中产生旋涡的临界高度h与钢包浇注水口直径d及水口偏心率ε之间的关系式h=65.276+1.427d-76.778ε. 展开更多
关键词 钢包 浇注过程 旋涡 临界高度 水力学模拟
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板坯连铸中间包钢液洁净度的水力学模拟和应用 被引量：12
20
作者 文光华 唐萍 +3 位作者 祝明妹 苏振江 段建平 李宏 《特殊钢》 北大核心 2004年第1期9-11,共3页
为改善太钢 10 4 0mm× 16 0mm连铸不锈钢板坯质量 ,通过水力学模拟研究了中间包内钢液的流动 ,并用直径 0 .5～ 1.0mm ,密度 0 .99mg/mm3 的聚苯乙烯塑料粒子模拟钢中直径 5 0～ 10 0 μm夹杂物的排除情况 ,确定了在中间包内设置... 为改善太钢 10 4 0mm× 16 0mm连铸不锈钢板坯质量 ,通过水力学模拟研究了中间包内钢液的流动 ,并用直径 0 .5～ 1.0mm ,密度 0 .99mg/mm3 的聚苯乙烯塑料粒子模拟钢中直径 5 0～ 10 0 μm夹杂物的排除情况 ,确定了在中间包内设置挡渣墙和坝流控制方案 ,并进行 4 0 9不锈钢 10 4 0mm× 16 0mm连铸板的工业试验 ,结果表明 :中间包设置挡渣墙和坝后 ,铸坯夹杂物总量比中间包无控流装置生产的铸坯降低 6 6 %。 展开更多
关键词 板坯连铸 中间包 洁净度 水力学模拟 不锈钢
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