在钢渣处理热泼工艺中,产生了大量灰尘和水蒸汽,该工作环境给工人安全造成极大危险,目前为止还没有有效的解决办法。本文开拓了新的水幕应用,在渣槽上方形成一层水平水幕,对渣槽蒸汽、粉尘进行冷却覆盖作用,解决了实际中的问题。本文运用数值仿真方法与实验方法研究了以下内容:(1)分析了水幕的形成机理,主要是通过数学方法推导出水幕喷嘴的内部参数的关系,通过对现场工况的了解初步设计出水幕喷嘴内部结构。(2)建立仿真模型,然后进行网格划分、模型假设、边界条件的设置,最后进行定常和非定常两种模式迭代计算。(3)采用Fluent软件提供的VOF模型对不同结构参数的水幕喷嘴在定常条件下的湍流流场进行了数值模拟。通过仿真分析了喷嘴结构参数对喷雾角的影响,以及压力和喷雾角的关系。数值模拟结果表明,各参数之间存在着最优搭配使射流具有最优喷雾角,为以后的水幕喷嘴的结构设计提供理论参考依据。(4)采用Fluent软件提供的VOF模型对水幕喷嘴在非定常条件下的湍流流场进行了数值模拟。通过仿真得到了不同时刻气液的体积分布情况和水幕喷嘴的水幕形成的动态过程,说明了水幕喷嘴设计的正确性和水幕覆盖作用的可行性。(5)数值仿真结果和实验结果的一致性,证实了数值模拟方法的可行性和正确性。