Estudo do comportamento dos fluidos em um protótipo de um cadinho de Alto Forno durante o seu esgotamento

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alvares, Giancolli Cordoni Bellotto
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13037
Resumo: Steel is the science dedicated to the studies of steel production and treatment, such as obtaining metallic iron. The oldest processes for obtaining metallic iron were conducted in various types of furnaces, currently using the blast furnace. The blast furnace is essentially a huge countercurrent heat exchanger and a chemical reactor in which pig iron is produced by iron ore at temperatures above 1500 ° C, because of the high temperatures, refractory materials are always present. in their processes. Refractory materials are used because they support the aggressive environment of the steelmaking process, providing structural resistance to corrosion and also avoiding heat loss from steel to the medium. The condition of the blast furnace refractory is the main limiting factor for the life of a blast furnace. Also due to the high process temperatures it is necessary to use tools that simulate the behavior of the internal crucible fluids. Thus, the present undergraduate work with the aid of the Ansys Student v.19 - R2 tool, which uses the finite volume methods to solve the necessary equations, analyzed the behavior of the internal fluids during the emptying of a printed crucible prototype. 3D printer, varying the height of the liquids. Thus, we obtained profiles of: phases, velocities and turbulent kinetic energy over time, thus, it was possible to analyze how the fluids behave during the emptying of the crucible, the zones where the velocity and turbulent kinetic energy are more aggravating and the relevance of the dead man's presence.
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The blast furnace is essentially a huge countercurrent heat exchanger and a chemical reactor in which pig iron is produced by iron ore at temperatures above 1500 ° C, because of the high temperatures, refractory materials are always present. in their processes. Refractory materials are used because they support the aggressive environment of the steelmaking process, providing structural resistance to corrosion and also avoiding heat loss from steel to the medium. The condition of the blast furnace refractory is the main limiting factor for the life of a blast furnace. Also due to the high process temperatures it is necessary to use tools that simulate the behavior of the internal crucible fluids. Thus, the present undergraduate work with the aid of the Ansys Student v.19 - R2 tool, which uses the finite volume methods to solve the necessary equations, analyzed the behavior of the internal fluids during the emptying of a printed crucible prototype. 3D printer, varying the height of the liquids. Thus, we obtained profiles of: phases, velocities and turbulent kinetic energy over time, thus, it was possible to analyze how the fluids behave during the emptying of the crucible, the zones where the velocity and turbulent kinetic energy are more aggravating and the relevance of the dead man's presence.A siderurgia é a ciência que se dedica aos estudos da produção e tratamento do aço, como obtenção do ferro metálico. Os processos mais antigos de obtenção de ferro metálico eram conduzidos em diversos tipos de fornos, atualmente utiliza-se o alto-forno. O alto forno é, essencialmente, um enorme trocador de calor contra-corrente e um reator químico, no qual o ferro gusa é produzido por minério de ferro a temperaturas superiores a 1500°C. Por conta das altas temperaturas, os materiais refratários estão sempre presentes nesses processos. Os materiais refratários são utilizados, pois suportam o ambiente agressivo do processo siderúrgico, conferindo resistência estrutural à corrosão e também evitando perdas de calor do aço para o meio. A condição do refratário do cadinho do alto forno é o principal fator limitante da vida de um alto forno. Também devido às altas temperaturas do processo, o uso de ferramentas que simulem o comportamento dos fluidos internos do cadinho pode apresentar vantagens em relação ao estudo experimental deste processo. Dessa forma, o presente trabalho de graduação teve como objetivo analisar o comportamento dos fluidos internos durante o esvaziamento do protótipo de um cadinho impresso em impressora 3D, variando a altura dos líquidos. Para isso, foi usado o software comercial Ansys Student v.19 – R2, que utiliza os métodos dos volumes finitos para a resolução das equações de Navier-Stokes e das equações de fechamento. Foram obtidos perfis de fases, velocidades e energia cinética turbulenta ao longo do tempo e, a partir deles, foi possível analisar como os fluidos se comportam durante o esvaziamento do cadinho, as zonas onde a velocidade e a energia cinética turbulenta são mais agravantes e a relevância da presença do homem-morto.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosEngenharia Química - EQUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessAlto-fornoFluidodinâmica ComputacionalCadinhoBlast furnaceComputational Fluid DynamicsCrucibleENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAEstudo do comportamento dos fluidos em um protótipo de um cadinho de Alto Forno durante o seu esgotamentoStudy of the behavior of fluids in a prototype of a blast furnace crucible during exhaustioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis600600ad966bd7-9d47-4f1b-9732-0ad2f0578e62reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13037/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALTG_Giancolli_Cordoni_corrigido_revisado.pdfTG_Giancolli_Cordoni_corrigido_revisado.pdfTexto do Trabalho de Conclusão de Cursoapplication/pdf1317241https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13037/1/TG_Giancolli_Cordoni_corrigido_revisado.pdf8da36ea8289972679a2805f9cb3462b7MD51TEXTTG_Giancolli_Cordoni_corrigido_revisado.pdf.txtTG_Giancolli_Cordoni_corrigido_revisado.pdf.txtExtracted texttext/plain69795https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13037/3/TG_Giancolli_Cordoni_corrigido_revisado.pdf.txtf668ce62836b66b57f78f3c1d866f37dMD53THUMBNAILTG_Giancolli_Cordoni_corrigido_revisado.pdf.jpgTG_Giancolli_Cordoni_corrigido_revisado.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6485https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13037/4/TG_Giancolli_Cordoni_corrigido_revisado.pdf.jpgdd09150ebe2304bac73e58eeaf9fca99MD54ufscar/130372023-09-18 18:31:58.307oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/13037Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:58Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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