中间包内钢液流动的水模拟试验
理论依据即相似原理。中包水模一般只考虑Fr数相等,Re处于同一自模化区(即第二自模化区Re>104-105)。
即: (Fr)模型=(Fr)原型
Re模型>104-105
Re原型>104-105
(按板坯连铸机2000*250,拉速0.9m/min计算,Re原型和1/2尺寸的模型Re均在第二自模化区)
一般取模型与实物的几何比例因子λ为1/2,由公式u 2m /gLm= u 2r /gLr可推导出液体流量比:
Q液m /Q液r = u mL2m/ u rL2r=λ5/2=0.177病毒样本
液体速度比:
u m/ u r=λ1/2 =0.707
模型与实际的吹气量比值可通过修正佛路德准数即Fr’来确定: Fr’=g u g2/(l-g充气按摩器)/gL
气体流速比:
u气m/ u气r={gr×(lm-gm) ×Lm/[gm×(lr-gr) ×Lr]}1/2 =0.316
悬挂链气体流量比:
Q人体束缚气m /Q气r =(lm/Lr)2×(u气m/ u气r )=0.079
λ:水模型与实际钢包几何比例;
m:模型;
r:实际钢包;
u:流体速度;
g :重力加速度;
L:特征长度;
Q:液体流量;
:密度;
模型与原型的各参数比见下表:
| 液体密度 (kg/m3) | 气体密度 (kg/m3) | 几何比 | 液体速度比 | 气体速度比 | 液体流量比 | 气体流量比 |
模型 | 1000(水) | 1.273(氮) | 0.5 | 0.707 | 0.316 | 0.177 | vdisk 0.079 |
实型 | 7000(钢) | 1.783(氩) |
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模型与原型主要参数计算结果见下表:
项目 | 原型 | 模型 |
中包入水口流速/(m/s) | 2.26 | 1.60 |
工作液面高/(mm) | 1100 | 550 |
水口流量/(m3.h-1) | 27 | 4.779 |
水口插入液面深/mm | 200 | 100 |
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2 试验方法
本实验采用刺激—响应试验。其方法是:在中间包注入流处输入一个刺激信号(饱和KCL溶液),信号一般使用示踪剂来实现,然后在中包出口处测量该输入信号的输出,即所谓响应,从响应曲线得到流体在中包内的停留时间分布(即RTD曲线)。