本课题是以钢包浇铸过程中的下渣检测作为研究背景,对钢包及长水口内部的流场进行研究分析。下渣检测的对象是钢水和钢渣,而钢水及钢渣的运动行为会直接影响到检测结果,所以对于钢包及长水口内部流场的研究是很有必要的。目前,研究流场的方法主要有理论分析、实验模拟和数值模拟三种方法。首先,本文对流场进行了理论分析,明确了钢水、钢渣、氩气在钢包、滑动水口及长水口中的运动状态,分析出滑动水口开度、钢包初始液位、钢渣厚度、吹氩流量、水口内壁粗糙度、包底水口位置是影响流场的主要因素。由于在实际生产过程中,水口内壁粗糙度和水口位置始终保持不变,并不会改变流场状态,因此本文将围绕钢包初始液位、钢渣厚度、吹氩流量这三个影响因素进行研究。其次,本文利用数值模拟的方法对流场进行了研究。数值模拟是在Fluent软件平台上进行的,建立了钢水、钢渣、氩气三相流模型,将流场的各项表征参数具体数值化,利用k-ε湍流模型描述了钢水、钢渣、氩气的实际运动状态,依然将初始液位高度、钢渣厚度、吹氩流量作为研究对象,设计并进行了相关的实验,得出了以下结论:钢渣厚度会影响整个流场状态,但对长水口内部流场的影响较小,吹氩流量是影响长水口流场的主要因素,并得出了与临界开度值的关系式。再次,本文利用实验模拟的方法对流场进行了研究。实验模拟是在水模型实验平台上进行的,将初始液位高度、钢渣厚度、吹氩流量等影响因素作为问题的研究对象,设计并进行了相关的实验,得出了以下结论:钢渣厚度是影响钢包内部流场的主要因素,钢渣厚度与起漩高度、漩涡尺寸、漩涡运动行为均存在一定的关系;吹氩流量是影响长水口内部流场的主要因素,吹氩流量越大,临界开度值就越大。最后,本文将数值模拟得出的结论与实验模拟得出的结论进行比较,找出二者的相同点与不同点,并运用理论知识加以证明与修正,最终得出结论如下:钢渣厚度和吹氩流量是影响流场的主要因素,并且吹氩流量是影响滑动水口临界开度值的直接因素,本文通过曲线拟合的方法找出了吹氩流量与临界开度值的关系式,认为在实际钢包浇铸过程中,能够使下渣检测设备不产生误差信号的的临界开度值为30%。