鑄生產精煉后的鋼液質量樣品檢測金相顯微鏡
連鑄生產中，中間包是一釜式容器，是鋼包與鋼液連續流動的
連鑄結晶器之間的一個重要連接器。傳統中間包充當著鋼液儲存器
與分配器的角色。但在近二三十年間，中間包的功能已被大大擴展
。因為中間包是鋼液在結晶器中凝固之前的較后一個容器，其操作
必須保證鋼液以所要求的溫度、潔凈度和成分以及體積流量輸運到
結晶器中。因此，夾雜物的上浮與分離，以及鋼液的成分調整已成
為中問包的重要功能。這些工藝過程的效率和優化操作要求對中間
包內鋼液的流動實施更好的控制。如果中間包內的鋼液流動得不到
合理控制，那么鋼包精煉后的鋼液質量就得不到保證甚至會降低。
本章將對連鑄中問包系統相關的流體流動特性基礎進行介紹。
中間包或任何流動體系中鋼液流動的詳細特性需要從整體認識
其流體流場。但由于存在著獲取和解釋這方面情況的實際困難，通
常采用另一種方法。此方法只要求知道不同類型的流體在容器中停
留多長的時間，這樣就比較容易從實驗中獲取，也容易解釋，所派
生出的其他信息在許多情況下也足以對實際存在的流場作出滿意的
解釋。不管是否使用流動模型，此方法還是成功地解決了所面臨的
問題。
揭示所關心的容器中流體停留時間分布的實驗方法被稱為“刺
激響應法”。刺激或輸入是簡單地將示蹤劑(如染料、鹽、酸、放
射性材料、溶質金屬等)加到進入容器的流股中。示蹤劑的加入方
式或輸入信號可以是任何一種類型：隨機信號、周期信號、階梯或
跳躍信號、脈沖或不連續信號。然后可以檢測出示蹤劑離開容器時
的響應或輸出信號。雖然在研究中可以用示蹤劑任何一種輸入信號
，但對示蹤劑的注入更普遍采用階梯法和脈沖法。響應的信號被制
作成無因次濃度一時間曲線圖，用于表達流體的停留時間分布)
由于流體力學定律決定了金屬液的流動、氣體和渣的卷吸以及
非金屬夾雜物的運動與上浮，因此流體流動對中間包的操作起到了
十分重要的作用。
流體流動類型
流體流動類型的劃分有許多種方法，但較為重要的區分是層流
類和湍流類。層流流動中，流體層越過另一層在垂直于流動方向沒
有任何的微觀混合或流體間的相互摻雜。對于給定物理特性的流體
流動而言，具有一定幾何尺寸的管道中存在著一個臨界速度，當流
體的速度增加并超過這個臨界值時，流動就變為湍流。湍流流動中
，流體層與層之間發生了宏觀混合或部分流體在比較長的距離內發
生了宏觀混合。
