过程工程学报 ›› 2024, Vol. 24 ›› Issue (9): 1058-1069.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224058CSTR: 32067.14.jproeng.224058
王天扬1, 陈超1*, 陶鑫1, 王佳1,2, 耿梦姣1, 宋锦涛1, 李林博1, 范晋平1, 林万明1
Tianyang WANG1, Chao CHEN1*, Xin TAO1, Jia WANG1,2, Mengjiao GENG1, Jintao SONG1, Linbo LI1, Jinping FAN1, Wanming LIN1
摘要: 中间包渣层对内部宏观流动的影响往往被忽略,且针对中间包渣/钢界面下方速度的研究较少。本工作以单流无控流装置中间包为研究对象,在水模型中使用墨水和盐水示踪剂研究宏观流动现象,并使用粒子图像测速(PIV)技术测定水油界面下方以及中间包内部区域的速度分布,从而探究油层对中间包内宏观流动以及水油界面处流场的影响。结果表明,油层对中间包内示踪剂在底部的传输和扩散有促进作用,油层的存在减缓了水油界面处墨水传输过程。无油层方案中墨水向上传输趋势明显,而含油层方案中墨水主要沿底部进行传输,与无油层方案相比,墨水从出口流出的时间有所缩短。在盐水示踪剂实验中,含油层方案的RTD曲线相比无油层方案整体向左偏移,盐水溶液较早地流出中间包出口。对于整体流场,无油层方案的速度基本都大于含油层方案速度。在靠近出口和右侧壁面的区域,存在局部速度含油方案略大于无油方案的情况,油层对流体的阻滞作用变弱。对于油层方案,靠近长水口区域的垂直速度最大,随着与水油界面距离增加,垂直速度有所增加。在靠近右侧壁面的区域中,水平速度最大,但其随液面高度变化较小。