水模型

摘要： 通过建立结晶器原型数学模型和相似比为1∶1.5的结晶器水模型并结合PIV测速技术,研究了吹氩流量、拉坯速度、水口倾角和水口浸入深度对连铸结晶器内钢液流动和钢-渣界面波动情况的影响。结果表明,不同条件下,通过数值模拟方法得到的钢液流动行为与水模型实验结果相符;适当增大吹氩流量有利于降低窄面液面波高,但吹氩流量过大会加剧水口附近湍流流动;随着拉坯速度的增加,渣层波动幅度增大,液面卷渣的可能性增加;结晶器液面波高则随着水口倾角和水口浸入深度增加而明显降低,渣层稳定性得到改善。当吹氩流量为8 L/min、拉坯速度为1.0 m/min、水口倾角为25°、水口浸入深度为150 mm时,板坯结晶器内可获得较为稳定的流场,结晶器液面波动控制在5~6 mm,可减少甚至避免结晶器内剪切卷渣现象的发生。

摘要： 增氢析氢法是近年来提出的一种钢液中有效去除夹杂物的新技术。该技术利用析氢过程中生成的微小气泡将夹杂物粘附去除,达到净化钢液的目的,其中析出气泡的尺寸是影响该技术的关键因素。通过采用水/O_(2)体系模拟钢液/H_(2)体系,对不同溶气量、真空度以及溶液深度下的气泡尺寸进行研究,利用MATLAB软件对析气过程中气泡生长尺寸进行计算,得出不同因素下的气泡生长的规律。从理论角度对实验结果进行分析和讨论,结果表明:溶氧量增加、真空度降低以及溶液深度减小都会促进气泡生长,使统计得到的气泡尺寸增大。

摘要： 自组装结构中颗粒之间的分离距离h对功能材料的应用起着至关重要的作用,是决定材料性能的关键因素,而胶体颗粒之间相互作用的可调性为调控颗粒的分离距离h提供了机遇。本文采用分子动力学模拟方法,建立两个直径为1nm的球形Au纳米颗粒在水溶液中全原子动力学模型,发现了亚纳米级分离距离h的200ps的弛豫过程,并研究了颗粒间局部水分子的数密度、扩散系数,并将体相的水特性与其比较,最后分析了聚合和弛豫过程的起因。

摘要： 以210 t铁水包为原型建立1∶7的水模型,研究底部倾斜对KR过程铁水混匀现象的影响。研究了铁水包底部倾斜时搅拌桨转速和浸入深度对混匀时间、漩涡、液相中粒子分散和扭矩的影响,并与平底铁水包进行了对比。结果发现,包底倾斜17.5°时,混匀时间较平底时减少30.6%。搅拌桨转速为110 r/min时,浸入深度增加会导致液相中粒子分散变差,倾底铁水包中粒子分散程度优于平底铁水包。搅拌桨转速为160 r/min时,平底铁水包中粒子分散程度优于倾底铁水包。将平底改为倾底后,同工况下扭矩大幅增加。

摘要： 废钢铁是可循环利用的绿色再生资源,提高废钢比有利于节约能源,减少碳排放,对钢铁工业实现碳中和具有重要意义。近年来,各大企业在炼钢环节加大废钢的使用量。但废钢在精炼钢包中的熔化机理以及渣层对废钢运动熔化的影响仍然不明确。本文通过水模型实验,基于相变数原理使用冰球来模拟废钢,不同黏度的硅油用于模拟渣层,研究了渣层和吹气搅拌强度对冰样的运动、融化以及形貌变化的影响。结果表明,冰球在无渣条件下其融化过程中形貌基本保持球状;在有渣条件下,冰球在其不同介质中的融化快慢有差异,导致其形貌呈不规则柱状。渣层黏度越大,冰球在液面的运动较慢。渣层黏度对冰球的融化时间无明显影响规律,但有渣层时融化时间低于无渣条件下。吹气流量增加后,渣眼面积有所增加,冰球的融化时间有所下降。

摘要： 为研究夹杂物在去除过程中,在钢–渣界面的运动,基于相似原理,用Al2O3和聚丙烯PP (poly-propylene)粒子模拟夹杂物,水模拟钢液,硅油模拟钢渣,建立了一个水模型。通过改变粒子尺寸、种类,以及油层黏度等因素,观察粒子在不同条件下在水–油界面上浮的运动过程,从而分析实际炼钢生产过程中各种因素对夹杂物去除的影响。实验结果表明,粒子在水中只需不到1 s的时间,即可加速至终端速度,其到达水–油界面时的速度主要与粒子密度及尺寸有关。当粒子到达水–油界面时,会与界面发生能量交换。只有当粒子的动能超过了界面变形所需能量,粒子才可以顺利穿过界面。否则,粒子只能滞留在水–油界面。当油层一定时,PP粒子的无量纲位移大于密度更小的Al2O3粒子的无量纲位移,说明密度大的更容易穿过界面。而油层黏度也对粒子运动有一定影响,油层黏度越大,对粒子穿越过程的阻碍也越大,越不利于粒子穿过界面。主要影响因素是粒子与界面间的相互作用关系,即总润湿性。

摘要： 中间包是连铸机中一个重要的冶金反应器,中间包内钢液流动行为直接影响着连铸坯的质量.因此,十分有必要利用水力学模型研究湍流控制器和多孔挡墙对三流中间包内流体流动的影响.研究结果表明,湍流控制器有助于提高活塞区体积分率,但是增大了死区体积分率;湍流控制器和多孔挡墙可以提高活塞区体积分率,同时减小死区体积分率;中间包内不安装控流装置或仅安装湍流控制器,中间包RTD曲线形状为细长型;而在中间包内安装湍流控制器和多孔挡墙后,中间包RTD曲线形状为矮胖型.

摘要： 中间包是炼钢连铸生产流程中的中间环节,不仅有储存和分流钢水的作用,还有十分重要的冶金效果.中间包RTD曲线是优化中间包内部控流装置的重要指标.数值模拟和水模型是冶金工程两种重要的研究方法.文中详细介绍了如何使用Fluent软件进行RTD曲线的数值模拟,以及如何通过水模型实验得到中间包RTD曲线,并通过实例说明了两种方法得到的中间包RTD曲线以及其他中间包评价指标基本一致,二种方法彼此验证、互为补充.

摘要： 双辊铸轧布流系统的结构参数和铸轧工艺参数直接影响着带坯的质量.为了得到合理的铸轧工艺参数,以160 mm双辊铸轧机为研究对象,首先通过正交试验对布流系统结构的部分参数进行了优化,进而采用优化后的布流系统,依据相似性原理构建1:1水模型实验平台,研究了铸轧工艺参数对熔池流场和液面波动的影响.结果表明:布流器侧面水口距熔池出口距离的取值对熔池出口温度差值影响最大,布流器端面水口边长主要影响自由液面湍动能差,优化后,液面波高差降低了2 mm左右.在熔池出口附近,由于熔池体积骤减及轧辊挤压作用而产生液体回流现象,回流区域面积与辊缝宽度近似成正比.铸轧合理工艺参数:铸轧速度为0.08～0.10 m/s,熔池液面高度为55～60 mm,辊缝宽度不大于4 mm.

摘要： 本文从水模型和数学模型出发,分析了通道式感应加热中间包内流体流动和加热行为,考察中间包内不同位置的加热效果.同时利用实验分别研究了中间包内不同位置的升温效果在等温和非等温情况下中间包内的流动情况,并测得了相应的RTD曲线.

摘要： RH真空精炼设备是生产超纯净钢的关键设备，混匀时间是RH真空精炼的重要参数,根据相似原理,建立1∶4的水模型,研究混匀时间的影响因素.结果表明:环流吹氩量、真空室压力、吹气孔堵塞个数、浸渍管浸入深度,对混匀时间影响较大;为提高精炼的冶金效果,提高优特钢钢水质量,提供了生产指导.

摘要： 采用水模型实验对钢液中过饱和溶解气体析出过程机理进行研究.通过高速摄像机、显微镜头以及图像处理软件直接监测气泡形核长大过程,分析前期和后期处理压力以及溶液深度等因素对气泡生长的影响.结果表明真空减压处理过程中,单个或聚集成团的夹杂物可为过饱和溶解气体析出形成气泡提供异质形核核心,而且尺寸及位置分布不均;过饱和溶解气体析出时,气泡静止于夹杂物表面并以其为核心迅速长大,而且长大过程形状始终保持均匀球状;气泡浮选去除夹杂物时,前期处理压力对气泡生长有促进作用;后期处理压力对气泡生长有阻碍作用;溶液深度对气泡生长影响较小.

摘要： 通过对不锈钢铁水包喷吹脱磷工艺的了解,熔池的搅拌动力主要源于载气从进入铁水到上浮逃离铁水液面的形成的气泡泵,从而推导出搅拌功率公式.在相似准数的基础上设计进行水模型实验,同时讨论了通过准数方程确定实验参数的处理方法,研究了氧气流量、氮气流量、氧枪枪位、粉枪枪位对熔池搅拌的影响规律,将得到优化参数应用到现场试验中进行验证,并归纳出搅拌功率同混匀时间的关系式.氧气流量最佳值为1600±100Nm3/h;氮气流量最佳值为400±50Nm3/h;氧枪枪位最佳值为1000±100mm;粉枪枪位为350±SOmm。

摘要： 本文以55吨转炉为原型,建立转炉水模型,通过多电极同时监测的方式研究转炉在不同的喷吹方式和底吹方案下的局域搅拌和混匀效果.纯底吹条件下,底部中心处的混匀时间较短,底吹布置方式N9的混匀时间最短;纯顶吹条件下,搅拌弱区为底部中心处;顶底复吹条件下,随着枪位的升高,熔池内四个测量点的混匀时间先变小后增大,底吹为N9时的复吹平均混匀时间最短,枪位为0.16m时P2,P3,P4处的混匀时间最短,枪位为0.18m时,P1处的混匀时间最短.在复吹下,通过比较底吹方式N4和N9在炉内不同区域的混匀时间,进一步验证了底吹喷嘴的非对称布置可以改善转炉内流场,减少搅拌弱区.

摘要： 本文采用激光片光源照射结晶器水模型的方法,将结晶器模型分层处理,研究氩气泡在结晶器内的行为,从而得到气泡在宽面和窄面的方向分布情况.研究结果表明:在实验的条件下,在宽度方向上,气泡平均尺寸的最大值在水口的出口处,最小值在窄面处.而在厚度方向上,气泡平均尺寸的最大值在窄面的中心处,最小值在窄面对称的边缘处.随着拉速和气量的增加,窄面处的平均尺寸明显增大;其中,气量的影响更加明显.气泡的个数和结晶器内的含气率的分布情况与气泡的平均尺寸存在相似的规律.

摘要： 氧气底吹炼铜法仍处于发展阶段，为了提高生产效率，本文根据相似性原理,以工业底吹熔炼炉为原型,按1∶5比例缩小制作了水模型实验装置,用粒子图像测速法(PIV)对氧气底吹熔炼炉内的流场进行研究.通过对不同熔池深度和氧枪安装角度下流场的测定,分析了不同条件下的流场特征.用PIV技术对底吹炉水模装置内的流场进行研究，得出如下结论:(1)底吹炉内流体以氧枪为界形成两个环流区，液面附近具有最高的流动速度，环流中心速度最低，是炉内熔体搅拌的死区。(2)随着熔池深度从0.38D增加到0.53D，炉内死区面积显著减少。(3)随着氧枪安装角度从0°增加到22°，熔池内低速区面积大致呈减小趋势。

摘要： 本文根据相似原理,采用物理模拟方法研究了在线钢包吹氩时渣-钢界面卷混行为及夹杂物的去除行为.研究了吹气量、渣层厚度和透气砖堵塞对渣-钢卷混的影响及在线底吹氩对夹杂物去除的影响.研究结果表明:在相同工艺条件下,随底吹气量增加钢液面裸露面积增加;随着钢包内钢液量减小吹开裸露面积逐渐减小.在恒定吹气量时,裸露面积比随着渣层厚度的增加而逐渐减小.在吹气量较小时,堵塞50％透气砖,顶部裸露面积和无堵塞相近;但随着底吹气量的增加,顶部裸露面积要稍大于无堵塞情况下钢液面.随着浇铸的进行,油滴脱落临界卷渣气量逐渐减少.采用在线底吹氩可以降低夹杂物进入中间包或铸坯的比例.

摘要： 采用水模型模拟的方法,对某钢厂十机十流连铸机中间包中的一个完全不对称结构的五流L型中间包进行流场优化.试验结果表明:控流最优方案为湍流抑制器T+副导流墙D2+上2孔倾角为25°下靠近后墙单孔倾角30°的3孔主导流墙D1a.采用该方案可使染色剂到达各出口的时间增加,各流响应时间差减小,RTD峰值浓度减小以及高浓度存在的时间延长,各流之间的死区比例减小.

摘要： 通过建立的65t炼钢电弧炉水力学模型,用电导率法测定了不同底吹位置,不同供气量下混匀时间.实验结果表明:最佳的底吹位置是4RBA,最佳的供气量为169L/h,熔池内的流体流动分为3个区域:主循环区、旋涡区和“死区”.死区位于2 号枪和出钢口之间.

摘要： 本发明公开了一种一维水动力模型和二维水动力模型耦合方法及系统。所述耦合方法包括：获取一维水动力模型流向二维水动力模型的一维已知粒子分布量以及一维已知粒子流动速度；获取所述二维水动力模型流向所述一维水动力模型的二维已知粒子分布量以及二维已知粒子流动速度；根据上述已知量确定所述一维水动力模型的最后一排网格的一维单宽流量以及二维水动力模型第一排网格的二维单宽流量的平均值；采用格子玻尔兹曼数值法，确定一维未知粒子分布量以及二维未知粒子分布量。采用本发明所提供的耦合方法及系统能够提高不同维度的水动力模型的耦合效率。

摘要： 本发明涉及水动力模型地形数据处理领域，尤其涉及一种一维水动力模型断面数据转换为二维水动力模型地形数据的方法及装置。对一维水动力模型河网矢量线重采样、实测断面数据沿河段方向进行线性加密、获取水动力模型河网空间及属性数据、获取该河段的名称及构成河段线段的顶点坐标集合，获取该河段所有加密后的断面及对应桩号的数据集合、根据断面桩号及所处河段线段的顶点坐标集合，计算出该桩号位置的x、y坐标，分别提取断面中泓线左侧、右侧起点距及高程数据，按左右侧垂直河段方向计算起点距对应的x、y坐标、最终形成x、y、高程格式的断面地形数据。本发明的有益效果在于解决了现有技术中基于断面测量数据或已建立的一维水动力模型转换为二维水动力模型时低效及失真的问题。

摘要： 本发明涉及一种一维水动力模型和二维水动力模型的耦合方法及系统，包括构建一维水动力模型；一维水动力模型包括一维河网水流数学模型；构建二维水动力模型模拟地表二维浅水流动；根据一维水动力模型和二维水动力模型，针对多种河流断面形态进行对应的一二维水动力模型耦合方式。本发明采用一维与二维耦合的水动力学模型，可以充分考虑城镇建筑物及树木等植物对洪水传播的影响，根据河道一维流动，湖泊二维流动特性，将不同尺度、不同维度的水动力学模型进行耦合，开展不同洪水频率下的洪水影响程度与范围模拟和预测。实现城市水情形势可感知，结合上游传感仪器采集水位信息，结合闸坝调度达到削减下泄洪峰流量，实现洪水资源化的目标。

摘要： 本发明公开了一种一维水动力模型和二维水动力模型耦合方法及系统。所述耦合方法包括：获取一维水动力模型流向二维水动力模型的一维已知粒子分布量以及一维已知粒子流动速度；获取所述二维水动力模型流向所述一维水动力模型的二维已知粒子分布量以及二维已知粒子流动速度；根据上述已知量确定所述一维水动力模型的最后一排网格的一维单宽流量以及二维水动力模型第一排网格的二维单宽流量的平均值；采用格子玻尔兹曼数值法，确定一维未知粒子分布量以及二维未知粒子分布量。采用本发明所提供的耦合方法及系统能够提高不同维度的水动力模型的耦合效率。

摘要： 本发明公开的一种基于水动力降阶模型的水翼稳定性预测方法，属于船舶工业和流体机械技术领域。本发明通过信号训练、参数辨识及状态变换、双线性变换建立连续状态空间水动力降阶模型，计算其矩阵特征值并结合流场稳定性判据判断流场的稳定性；通过对参考水翼进行三维建模、有限元分析和Theodorsen理论计算，得到考虑水的附加质量效应的质量矩阵、刚度矩阵和结构运动方程，建立连续状态空间参数化结构降阶模型；耦合水动力降阶模型与参数化结构降阶模型建立参数化水弹性流固耦合降阶模型，结合参数化水弹性流固耦合降阶模型矩阵特征值和水弹性流固耦合系统稳定性判据，提高水翼稳定性预测精度和效率。本发明能够分析水弹性流固耦合系统失稳边界随质量比的变化规律，解决水翼优化应用等相关工程技术问题。

摘要： 本发明涉及一种基于一维水动力模型的空腹拱桥壅水智能分析方法。本发明的目的是提供一种基于一维水动力模型的空腹拱桥壅水智能分析方法，以准确、科学地确定空腹拱桥主孔及拱桥桥洞在不同洪水流量下的过流能力。本发明的技术方案是：S1、确定模拟区域；S2、将模拟区域数据化；S3、根据数据化的模拟区域，得到模拟区域的一维水动力模型，其中空腹拱桥的概化采用若干涵洞加堰的形式；S4、通过历史洪水数据对含空腹拱桥概化水工建筑物的一维水动力模型进行验证及参数修正；S5、根据设计的不同入流条件，通过经验证及参数修正的一维水动力模型得到相应的各影响对象附近的洪水位。本发明适用于防洪工程、涉水建筑物防洪影响评价领域。

摘要： 本发明公开了一种通过定量结构活性关系预测水相中有机物与硫酸自由基反应速率常数的方法。基于化合物结构计算具有结构特征的分子描述符，采用多元线性回归方法，构建了有机化合物

摘要： 本发明公开了一种缝洞岩心模型的制作方法及模型、水驱油实验方法，包括如下步骤：1)获取目标缝洞型碳酸盐岩油藏的缝洞特征及缝洞中填充介质的特征，并选取钻取的全直径岩心；2)对全直径岩心进行洗油，测量全直径岩心的气测渗透率，之后将全直径岩心沿轴向对半剖分；3)在全直径岩心的两侧断面上，依照目标缝洞型碳酸盐岩油藏的缝洞特征依据相似准则刻蚀裂缝溶洞网络；4)在裂缝溶洞网络中按照填充介质的特征，将对应的填充介质置于裂缝溶洞网络中；5)将对半剖分的全直径岩心相对合并密封连接，以形成包含填充介质的缝洞岩心模型。本发明真实地反映了缝洞型碳酸盐岩油藏特征，并能够探究填充介质及填充程度对缝洞型碳酸盐岩油藏水驱油的影响。

摘要： 本发明公开了一种基于管网水动力模型与数据驱动模型的管网运行态势分析方法包括以下步骤：步骤S1：构建管网水动力模型和数据驱动模型；步骤S2：多次评估模型精确度，调整模型参数以调整模型精度；步骤S3：进行管网运行态势模拟和预测分析；步骤S4：以管网水动力模型的模拟结果作为数据驱动模型输入，用来预测全部态势指标的结果，以此实现对管网态势运行态势的全面感知和预测；针对现有技术方案的不足，本发明提出的基于管网水动力模型和数据驱动模型的管网运行态势分析方法，将管网水动力模型能全面模拟分析管网运行态势的优点及数据驱动模型能实时预测的优点相结合，优势互补，实现了对管网运行态势的实时全面感知以及预测分析。

摘要： 本发明公开了一种底吹炉水模型实验装置及底吹炉水模型实验方法，其中，底吹炉水模型实验装置包括透明底吹炉和供气系统，所述透明底吹炉的顶部设有烟道，所述透明底吹炉的底部设有喷枪安装孔，所述喷枪安装孔适于密封安装枪管外径相同而枪管内径不同的多种喷枪；所述供气系统与所述喷枪相连，以通过所述喷枪向所述透明底吹炉喷入气体。该实验装置可以再现熔炼底吹炉生产过程，可以根据实验需要选择外径相同而内径不同的喷枪，以此来对比数值仿真结果，并指导实际生产。