Quantifying the effect of flow rate controllers on liquid steel flow in continuous casting mold using CFD modeling
Akış kontrolcülerinin sürekli kalıp içi sıvı çelik dökümüne etkisinin HAD modellemesi ile belirlenmesi
- Tez No: 383351
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MEHMET METİN YAVUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Sürekli sıvı çelik dökümünün, bütün parametreleri durağan durumdayken en verimli olarak çalıştığı kabul edilmiştir. Erimiş çeliğin tandişten döküm kalıbına transfer hızının da sabit olması istenmektedir. Bu işlemde tandişten kalıba doğru olan akış, durdurucu bar ve kayar kapı gibi çeşitli akış kontrol mekanizmaları tarafından kontrol edilebilir. Döküm makinalarında kova değişim işlemleri tandişlerde sıvı çelik düzeylerinin değişimine sebep olur. Bu geçici üretim olayı sırasında, akış kontrolcüsünün açıklığı artırılarak, tandişte düşen sıvı çelik düzeyinden dolayı açıklıkta oluşan basınç düşmesi azaltılmaya ve kütle akış hızı sabit düzeyde tutulmaya çalışılmaktadır. Literatürde akış kontrolcüsünün kalıp içi akış yapısına etkisini inceleyen yeterli çalışma bulunmamaktadır. Mevcut çalışma kalıp içi akışın sabit döküm şartlarındaki yapısını değişik kayar kapı ve durdurucu bar açıklıklarına göre değişimini hesaplamalı akışkanlar dinamiğinden (HAD) modellemesi yararlanarak incelemektedir. HAD modellerinin detaylı ispatı mevcut deneysel datalarla kıyaslanarak yapılmıştır ve üç türbülans modelinin, standard k-ε, realizable k-ε and k-ω SST, performansları kıyaslanmıştır. Simülasyonlar ANSYS Fluent kullanılarak yapılmıştır. Simülasyonlar sabit hacimli döküm operasyonunda farklı akış kontrolcülerinin ve kontrolcü açıklık düzeyinin kalıp içi akışa özellikle de menisküs bölgesine etkisini belirlemek için yapılmıştır. Sonuçlar menisküs hızlarının kayar kapak ile kontrol edilen sistemde açıklık düzeyinden önemli derecede etkilendiğini göstermektedir. Sabit hacimli döküm olarak belirlenen durağan durumdaki operasyonlarda değişik kayar kapak açıklıkları aynı kalıp içi akışı sağlamamaktadır. Fakat durdurucu bar ile kontrol edilen sistemde, durdurucu barın açıklık düzeyinde ki değişimler menisküs hızlarını değiştirmemektedir ve durdurucu barla kontrol edilen sistemlerde açıklık değişikliği kalıp içi akış yapısını etkilememektedir.
Özet (Çeviri)
Continuous casting of steel is accepted to operate most efficient when all its aspect are in steady state conditions. Transport rate of molten steel from tundish to the caster mold is among the parameters desired to be constant. In this process, the flow through tundish to the mold can be controlled by several flow rate control mechanism including stopper rods and slide gates. Ladle change operations in continuous casting machines result in liquid steel level changes in tundishes. During this transient event of production, the flow rate controller opening is increased to reduce the pressure drop across the opening, which helps to keep the mass flow rate constant for the reduced liquid steel level in tundish. In literature there is lack of research studies related to the influence of flow controller type on mold flow structure. The present study investigates the mold flow structure at constant throughput condition for different slide gate and stopper rod openings by utilizing computational fluid dynamic (CFD) modeling. Detailed validation of the CFD models are conducted using available experimental data and the performances of three different turbulence models, standard k-ε, realizable k-ε and k-ω SST are compared. The simulations are performed with ANSYS Fluent. The constant throughput casting operations for different slide gate and stopper rod controller openings are simulated to quantify the effect of both flow controller and their opening level on mold flow, particularly the meniscus region. The results indicate that for a slide gate controlled system, the meniscus velocities are significantly affected by the changes in the opening level. The steady state operations, specified as constant throughput casting, do not provide the same mold flow if the slide gate opening is altered. On the other hand, for the stopper rod controlled system the stopper rod opening level changes do not affect the meniscus velocities and the flow structures within the mold.
Benzer Tezler
- Düşük bir hızlarında konuşma kodlama ve uygulamaları
Low bit rate speech coding and applications
TARIK AŞKIN
Doktora
Türkçe
1999
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNSEL DURUSOY
- UV Işınlarıın koliform bakteri üzerindeki inaktivasyon ve fotoreaktivasyon etkisi
Başlık çevirisi yok
S.NİHAL ERENLER
- Petrol ve gaz yatırımlarının Monte Carlo Simulasyonu ile değerlendirilmesi
Evaluation of oil and gas investment with Monte Carlo Saimulation
EBRU N. ALPKAYA
- Elektrik enerji iletim şebekelerinin optimal genişletme planlaması
Optimal expansion planning of power transmission networks
NAZİF HÜLAGÜ SOHTAOĞLU
Doktora
Türkçe
1994
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. NESRİN TARKAN
- Experimental, computational and analytical studies towards apredictive scenario for a burning accident
Başlık çevirisi yok
FURKAN KODAKOGLU
