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Jose Eduardo Mautone BarrosJoaquim Goncalves Costa NetoLuiz MachadoJosé dos Reis Vieira de Moura JúniorEduardo Sergio da Silva Goncalves2019-08-13T16:12:05Z2019-08-13T16:12:05Z2011-05-03http://hdl.handle.net/1843/BUOS-95QHCWNeste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um modelo matemático computacionaI capaz de simular o processo de aquecimento de tarugos de a00 no interior de um forno dereaquecimento para Iaminação. A metodologia proposta simula o processo de combustão, calculando as energias de entrada, de saida e as perdas inerentes ao processo. O algoritmo computacional de simulação do forno permite ao usuário a reprodução do processo decombustão a partir das vazões medidas dos reagentes na entrada e de suas respectivas composições e, a partir de então, é calculada a composição dos produtos através de um modelo de combustão completa para misturas pobres e de combustão incompleta, a umaequação de equilíbrio químico, para misturas ricas. A temperatura de desenfornamento dos tarugos é calculada por meio da determinação do coeficiente de transferência de calor entre o ambiente do forno e os tarugos utilizando, para isso, o princípio da convecção forçada com escoamento turbulento sobre uma placa isotérmica. A energia do ar e do GAF recuperada após a passagem pelos recuperadores de caIor é calculada através de modelos de regressão desenvolvidos empiricamente e os rendimentos de tais recuperadores são determinados peIo método da efetividade de NUT (Número de Unidades de Transferência). As perdas pela água de refrigeração e pelas paredes externas do forno são determinadas através de modelos simplificados e as outras perdas foram calculadas seguindo um modeIo de regressão empírico no qual foram utilizados dados medidos no processo. ParasoIucionar a equação da conservação da energia no processo, foi adotado o método de busca de raizes de Newton-Raphson. A simulação permite calcular o balanço térmico instantâneo do processo, a eficiência do forno e dos recuperadores de calor, a composição química da mistura dos reagentes e dos produtos da combustão; o excesso de ar utilizado na reação; a temperatura dos reagentes e dos produtos da combustão após a passagem pelos recuperadores de calor; de desenfornamento dos tarugos, dentre outras variáveis importantes para o gerenciamento do processo. O modeIo desenvolvido mostrou-se umaferramenta eficiente para um gerenciamento mais refinado do processo em tempo real.En este trabajo se presenta el desarrollo de un modelo matemático computacional capaz de simular el proceso de calentamiento de barras de acero en el interior de un horno de recalentamiento para Iaminación. La metodologia propuesta simula el proceso de combustión, calculando las energías de entrada, salida y las pérdidas inherentes al proceso.EI algoritmo computacional de simulación del horno permite al usuario Ia reproducción del proceso de combustión a partir de los volúmenes medidos de los reactivos en Ia entrada y de sus respectivas oomposiciones y, a partir de entonces, se calcula Ia composición de losproductos a través de un modelo de combustión completa para mezclas pobres y de combustión incompleta, a una ecuación de equilibrio químico, para mezclas ricas. La temperatura del desenhorno las barras de acero se calcula por medio de Ia determinación del coeficiente de transferencia de calor entre el ambiente del horno y las barra de acero,utilizando, para eso, el principio de convección forzada con flujo turbulento sobre una placa isotérmica. La energía del aire y del GAF recuperada tras el paso por los recuperadores de odor se cacula a través de modelos de regresi on desarrollados empiricamente y sus respectivos rendimientos son determinados por el método de efectividad de NUT (Numero de Unidades de Trasferencia). Las pérdidas por el agua de refrigeración y por las paredes externas del homo son determinadas a traves de modelos simplificados y se calcularon las otras pérdidas siguiendo un modelo de regresión empírico en el cual se utilizaron datos medidos en el proceso. Para determinar el resultado de Ia función objetivo final, se adoptó el método de búsqueda de raíces de Newton-Raphson. La simulación permite cacular: el balance térmico en el presente caso, Ia eficiencia de los intercambiadores de horno y el calor, Ia composición química de Ia mezcla de reactivos y productos de Ia combustión y el exceso de aire utilizado en la reacción, Ia temperatura delos reactivos y productos de combustión después de pasar por los intercambiadores de calor; Ia temperatura de desenhorno de las barras, entre otras variables importantes para Ia gestión de procesos. EI modelo ha demostrado ser un instrumento eficaz para un manejo más refinado del proceso en tiempo real.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGEnergia ConsumoEngenharia mecânicaBalanço térmicoConsumo de energiaForno de reaquecimentoModelo de simulação em tempo real de um forno de reaquecimento de tarugos para laminaçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALengmec_nica_eduardos_rgiosilvagon_alves_disserta__o.pdfapplication/pdf2301840https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-95QHCW/1/engmec_nica_eduardos_rgiosilvagon_alves_disserta__o.pdf750229b39b612340593c1e9d6b9166e3MD51TEXTengmec_nica_eduardos_rgiosilvagon_alves_disserta__o.pdf.txtengmec_nica_eduardos_rgiosilvagon_alves_disserta__o.pdf.txtExtracted texttext/plain158046https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-95QHCW/2/engmec_nica_eduardos_rgiosilvagon_alves_disserta__o.pdf.txt375e2ec467e33efbd4ea8a42ad7b5d08MD521843/BUOS-95QHCW2019-11-14 14:54:06.026oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUOS-95QHCWRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T17:54:06Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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