在冶金过程中,气泡和熔体间的相互作用,对冶金过程起着很重要的作用特别是在高温熔池熔炼过程中更是如此,其喷吹气体不仅用于熔体的搅拌,而且是熔炼过程的反应物.因此目前气体喷吹技术已广泛应用于各种冶金化工过程中. 

       氧气底吹熔池熔炼过程属于典型的多相流流动过程,其理论研究一直存在很多困难,但近几十年来气液两相流模拟技术发展迅速,并已成为当今研究的前沿和热点问题.以某公司的富氧底吹熔池熔炼炉为原型,运用数值模拟的方法对炉内氧气-铜锍两相流动进行三维瞬态模拟,研究炉内气泡主要参数、气含率分布规律、氧枪出口附近压力变化以及液面波动情况.并借助于千眼狼5F系列高速摄像机对水模型实验中气泡形成、合并、变形及破碎过程进行研究,所得结果与模拟结果进行比较.

      根据高速摄像机拍摄研究结果表明: 所建立的数学模型是合理的.氧气铜锍两相流动模拟结果表明,炉内气泡形成时间为0.12,～0.25 s,生成频率为4～5 Hz,其短轴大小集中在3.5d~6.5d(d为氧枪直径尺寸):气泡停留时间为0.2～0.4 s,其在熔池内的平均上浮速度约为4 m/s；7°和22°氧枪出口气泡后座现象出现的平均频率分别为5Hz和7Hz,作用时间为0.06 s；高效反应区存在于熔池上部区域；气相搅动液相所形成的表面重力波在沉淀区传播的过程中,波幅衰减很快,当波传播到出渣口附近时,液面趋于静止.