溢流式超重力净化反应器内夹杂物运动行为的数值模拟研究

摘要：

提出一种全新的溢流式超重力净化反应器工业设计,以实现铝熔体与夹杂物的连续分离,为铝熔体超重力净化新工艺的实施建立工艺技术原型.利用FLUENT建立旋转模型,选用VOF模型研究不同重力系数及铝熔体温度条件下熔体内部压力场特征,在此基础上采用DPM离散相模型研究夹杂物的分离规律.结果表明,铝熔体内部存在沿超重力方向递增的压力梯度,且同一位置的压力值随着重力系数的增加而增大,当重力系数G=500时,贴壁处铝熔体的压力值为5.75×105 Pa.铝熔体中Al2O3夹杂物(18μm)分离效率随着重力系数的增大而增加,当重力系数G=500时,夹杂颗粒的分离效率达到100％.在超重力场G=48中,随着铝熔体温度的升高,铝熔体内Al2O3夹杂物(18μm)的分离效果略微提高,当T=1173 K时,夹杂物的分离效率达99.05％;不同种类夹杂物与铝熔体之间的密度差越大,夹杂物的分离效果越显著,夹杂物密度为3970 kg/m3时,夹杂物的分离效率达97.73％;夹杂物的去除效果随着粒子尺寸的增大十分显著,当粒子尺寸≥50μm时,夹杂物的分离效率为100％.

关键词：超重力、反应器、净化、数值模拟

所属期刊栏目：13

分类号：TF355;TG146.21(冶金机械、冶金生产自动化)

资助基金：国家自然科学基金52174275

在线出版日期：2023-02-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：7-16,144