图15 单孔1/2R处底吹速度分布云图
3.2.4 单孔底吹流场分析讨论
钢包中心吹氩时，气液两相区在轴向呈中心对称分布，两相区直径由底至表面逐渐拓展，氩气喷吹形成的流场以中轴对称分布，在钢包底部，气泡带动钢液通过两相区上浮，形成上升流，周围钢液补充到两相区，形成底部的补充流，在钢液表面，气泡溢出，钢液形成由中心至四周的均匀水平流，这样，中心吹氩时的钢液形成了对称的循环流，旋涡中心出现在距中心约1/ 5 R处。
而在钢包偏心喷吹时，流动不再相同，两相区向钢包壁面靠近，对称循环流不复存在，包中除局部区域存在较小范围的循环流外，整个熔池发展了许多股侧向回流，如图10所示。计算还发现，随着喷孔向钢包壁面的靠近，钢包一侧的循环流减小至消失，另一侧的循环流则扩大到充满至整个速度场，可见，偏心对于减小死区，加速混匀有更好的作用。偏心底吹即产生纵向流动，又有横向流动，更有利于钢液的混合均匀和夹杂物的上浮去除。但底吹氩气孔不能过分的靠近钢包壁，否则会造成包壁严重剥落，而且造成大量的动能损失。
为了更好、更直观地比较和分析喷吹效果，将几种情况的速度矢量图和流线图分别画在图16和图17中。由图16可知，在1/3R处，速度最大。由图17可见，随着透气砖的布置从钢包的中心移向包壁，对称循环渐渐变成不对称的两个循环，在渐渐变成一个循环，充满整个钢包内。
(a) (b) (c)
图16 3种不同位置透气砖的速度矢量图
（a） 单孔中心底吹 （b）单孔1/3R处底吹 （c）单孔1/2R处底吹
(a) (b) (c)
图17 3种不同位置透气砖的流线图
（a）单孔中心底吹 （b）单孔1/3R处底吹 （c）单孔1/2R处底吹
3.2.5 吹气流量对流场的影响
研究吹气流量对流场的影响，我们选取0.1m3/min、0.2m3/min、0.3m3/min三个不同的流量在单孔1/2R底吹情况下进行模拟计算。
当流量为0.1m3/min 时，入口速度为 ；
当流量为0.2m3/min时，入口速度为 ；
当流量为0.3m3/min时，入口速度为 。
(a) (b) （c）
图18 单孔1/2R底吹情况下三种不同流量的速度矢量图
（a）0.1m3/min （b）0.2m3/min （c）0.3m3/min
(a) (b) （c）
图19 单孔1/2R底吹情况下三种不同流量的流线图 本文来自优%文-论'文@网，
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（a）0.1m3/min （b）0.2m3/min （c）0.3m3/min
(a) (b) (c)
图20 单孔1/2R底吹情况下三种不同流量的速度分布云图
（a）0.1m3/min （b）0.2m3/min （c）0.3m3/min
氩气吹入钢液在上浮过程中抽引周围钢液向上流动，浮力是主要驱动力，增加吹氩量，在钢液中生成了更多的氩气泡，抽引上升的钢液量增加，从而使循环流速度增加，提高了搅拌效果，缩短混匀时间。在一定的范围内增加气量可以加强钢液搅拌，缩短混匀时间，有利于钢液间和渣、钢间物质和能量的传递，但当气量增加到一定程度的时候，再增加气量混匀时间变化不明显，甚至会增加混匀时间。
3.2.6 透气砖直径对流场的影响
研究透气砖水力直径对流场的影响，选用直径分别为20mm、32mm和40mm的吹气孔在单孔1/2R处底吹进行模拟计算。
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