三维非轴对称直流电弧射流过程数值模拟

摘要：

基于磁流体动力学(MHD)理论,建立了三维非轴对称电弧射流流动-传热-电磁耦合模型,对直流电弧的流动、传热、电磁之间存在着的耦合过程进行了分析,模型计算结果与已有的文献数据结果进行了比较,结果吻合较好.采用有限体积法对电孤射流的温度场、流场以及电磁场进行耦合数值求解,研究了电弧在时间和空间上演变过程炉内温度场、流场的分布.输入电流为2160A时,电弧最高温度达到20000 K,最大射流速度达到1600 m/s.电弧从阴极到阳极的射流形态呈现螺旋偏转,电弧的温度场、流场分布在时间和空间上发生剧烈变化,这和文献报道的二维轴对称直流电弧模型得出的结果有明显区别.研究结果可进一步加深对直流电弧炉的起弧、偏弧以及冶炼过程的理解,对研究直流电弧形态的变化规律和电弧炉内传热过程有一定的实际指导意义.

关键词：MHD;射流;数值求解;不对称性;不稳定性

所属期刊栏目：46

分类号：TF341.2(冶金机械、冶金生产自动化)

资助基金：国家自然科学基金项目;省部共建高品质特殊钢冶金;制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室开放课题;上海市科学技术委员会课题基金项目;云南省重点研发项目

在线出版日期：2021-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：18-26