Fluid flow behaviour of liquid in cylindrical vessels stirred by one or two air jets

Abstract

In the present paper, based on the two-phase model (Eulerian-Eulerian model), the three-dimensional fluid flow in water system and liquid steel system stirred by one or two gas jets is simulated. A new modified k-∊ turbulence model is introduced to consider the bubbles movement contribution to k and ∊. The mathematical simulation agrees well with the experimental results. Calculation indicates that the distance of the two jet nozzles has a big effect on the fluid flow behaviour. Placing two gas injection nozzles at the half radii of one diameter of the bottom generates a much better mixing than that injected by only one nozzle with the same total gas flow rate. Die vorliegende Arbeit schildert, wie auf der Basis eines Zweiphasen-Modells (Euler-Euler-Modell) die dreidimensionale Strömung in einem Wassersystem und in einem Stahlschmelzensystem, das mit einem oder zwei Gasstrahlen gerührt wird, simuliert werden kann. Ein neues, modifiziertes k-∊-Turbulenzmodell wird eingeführt, das den Beitrag der Blasenbewegung zu k und ∊ berücksichtigt. Die mathematische Simulation stimmt gut mit den experimentellen Ergebnissen überein. Die Rechnung zeigt, daß der Abstand der beiden Düsen einen großen Einfluß auf das Strömungsverhalten hat. Die Anordnung zweier Bodendüsen zum Gaseinleiten in Höhe des jeweils halben Radius führt zu einer wesentlich besseren Rührwirkung als wäre nur eine Bodendüse bei gleichem Gasdurchsatz in Betrieb.