由于其有效的脱气和均质化,RH真空精炼工艺对于超低碳钢的生产至关重要。在当前的研究中,结合物理和数学建模方法来研究 RH 真空精炼过程中的多相流体流动和混合现象。数值模拟耦合VOF和DPM用于获得水-空气系统RH反应器中的流动模式和界面轮廓。湍流特征由改进的 k-ε 模型预测。水模型用于验证计算结果。基于 RH 水建模结果,通过粒子图像测速 (PIV) 系统捕获 Y = 0 截面的二维速度分布。为提高RH反应器的精炼效率和使用寿命,建立了一种新设计的带有优化下腿通气管的 RH 脱气机。较大截面积的椭圆形下腿通气管,与传统通气管相比,流体循环率提高20%,对钢包壁的冲击减弱,在提高使用寿命方面具有巨大的应用潜力的钢包。