冶金过程中的气液两相流模拟

王波^1,2，沈诗怡^1,2，阮琰炜^1,2，程淑勇^1,2，彭望君^1,2，张捷宇^1,2

1. 上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室2. 上海大学材料科学与工程学院

摘 要：冶金过程是一个涉及高温、多相流动和复杂物理变化及化学反应的多个反应单元体串联和并联的冶炼过程。目前由于单元反应器现场条件的复杂性和测量观测手段的限制,数值模拟和物理模拟相结合的研究方法已成为重现和解析其物理现象及传输机理不可或缺的手段。在洁净钢的冶炼中,由于气相的参与,形成了复杂多变的气液两相流,对反应器内的传输行为产生重要影响。两相流模拟的核心在相界面上,相间动量传递模型和相间作用力模型的精确性是准确预报不同两相流体系中气相分布的关键。本文综述了冶金过程中基于Euler体系模拟气液两相流动的几种基本模型,以及相间作用力模型和湍流模型。总结了不同冶金过程和反应器内(转炉炼钢、电炉炼钢、精炼、中间包、结晶器)气液两相流动传输行为数值和物理模拟的应用和发展趋势。

关键词：冶金过程;气液两相流;数值模拟;物理模拟;