真空循环精炼是一个复杂的物理、化学过程，其中包括气液两相流体的流动，传热传质，化学反应等，并处于高温低压的环境。针对真空循环精炼过程进行工业化试验困难重重，水模型实验和数值模拟方法是目前研究真空循环精炼的重要方法。　　由于计算机技术等条件的限制，以往学者采用单一流体或均相流数学模型研究RH真空循环精炼过程。均相流数学模型将气液两相流体处理为准单一流体，并不考虑真空室自由液面处的波动，然而自由液面是RH真空循环精炼过程中脱碳、脱气和化学反应的主要场所。为了更好反映气液两相流体的运动情况，双流体数学模型被用于研究RH真空循环精炼过程中气液两相流体的运动，此模型将气液两相流体分别处理为两个连续相，求解两套控制方程，气液两相间动量传递采用相间作用力来描述。　　本文针对300t RH真空循环精炼装置构建水模型实验平台和建立三维的气液两相双流体数学模型用以分析和研究气体和钢液在RH真空精炼过程中的运动现象，真空室内真空度对气液两相间相互作用的影响，气液两相羽化区的形成与扩散，真空室内自由液面波动规律，探索气液两相流动对耐火材料的侵蚀作用等，以提高脱碳、脱气和化学反应的几率，达到更好的精炼效果，提高RH真空循环精炼装置的使用寿命。　　RH水模型实验和数值计算的结果表明，随着气体喷吹量由0.3 m3/h增加至1.1m3/h或是真空度由0增加至60kPa，液体的循环流量亦随之由0.678kg/s增加至1.662kg/s，气液两相间的相间作用明显增强，自由液面波动剧烈，反应界面积由0.11329m2增加至0.114117m2，甚至出现液滴飞溅现象。总体而言，气体喷吹量或是真空度的增加，有助于脱碳、脱气和化学反应的进行，提高精炼效率，这也加剧了气液两相流体对耐火材料的侵蚀作用，降低了RH的使用寿命。　　RH在真空循环精炼过程中浸渍管下部粘渣一直是困扰钢铁企业的难题。而RH容积越小，这一现象越严重。为了解决浸渍管粘渣问题，SSF真空循环精炼装置应运而生。　　本文针对170t SSF真空循环精炼装置构建水模型实验平台和建立三维的气液两相双流体数学模型用于分析和研究气体喷吹量和气体喷吹方式对真空循环精炼过程中流场分布的影响，以提高脱碳效率和夹杂物的去除率，提高钢液的质量和SSF真空循环精炼装置的使用寿命。　　SSF水模型实验和数值计算的结果表明，钢包偏心底吹方式，浸渍管侧吹和钢包底吹相结合的方式优于浸渍管侧吹方式。气体喷吹量自0.25m3/h至1.55 m3/h，液体的循环流动增强，钢包内的死区少，对钢包内液体的冲击深度由0.6m增加至0.88m，搅拌作用强烈，有助于提高脱碳、脱气效率和精炼效果，但是应该注意气体喷吹量的控制，过大的气体喷吹量容易造成在钢包内气体的运动轨迹发生偏移，部分气体直接撞击浸渍管底部，加剧对耐火材料的侵蚀作用。