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01.04.2015 | Ausgabe 2/2015

Metallurgical and Materials Transactions B 2/2015

Secondary Vortex Formation in Bifurcated Submerged Entry Nozzles: Numerical Simulation of Gas Bubble Entrapment

Zeitschrift:
Metallurgical and Materials Transactions B > Ausgabe 2/2015
Autoren:
Stefan Pirker, Damir Kahrimanovic, Simon Schneiderbauer
Wichtige Hinweise
Manuscript submitted November 6, 2014.

Abstract

The submerged entry nozzle (SEN) flow behavior is crucial for continuous casting of slab steel since it controls the mold flow pattern. In this study, we focus on the bottom zone of a bifurcated SEN where the flow deflection determines the port outflow. By applying a hybrid finite volume and lattice Boltzmann-based turbulence model, the dynamic behavior of horizontally orientated secondary vortices is investigated. In addition to the pure liquid metal flow, gas bubbles are traced in both discrete and continuous way. Simulation results indicate the existence of highly turbulent secondary vortices in the deflection zone of a bifurcated SEN, which attract gas bubbles in form of bubble threads or continuous gas volumes at their rotational axes. In addition, cyclically detaching gas volumes are formed at the upper port region at higher gas flow rates. Numerical predictions agree well with observations from physical water–air models.

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