Modelo computacional de um forno de reaquecimento de tarugos

• Autor(a) principal: Kich, Ricardo de Mello
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/165232
• topic: Engenharia mecânica; Reheating furnace; Radiation; CFD Modeling

Fornos de reaquecimento de tarugos são componentes indispensáveis mas grandes consumidores de energia em linhas de laminação a quente. A otimização desses equipamentos é, por isso, ao mesmo tempo essencial e crítica para o processo. Para o desenvolvimento de melhorias, precisa-se de uma modelagem realista desse equipamento. Objetiva-se neste trabalho a criação de um modelo computacional confiável desse tipo de forno, a aplicação de ferramentas teóricas representativas desse problema e o desenvolvimento de uma metodologia CFD (Computational Fluid Dynamics) viável, por meio do código comercial Fluent ANSYS 18.0. Simplificações estratégicas, principalmente a separação do problema entre transiente e estacionário, a modelagem de fenômenos físicos, como a turbulência e a radiação em meios participantes, e o estabelecimento de condições de contorno representativas do sistema, permitiram criar uma modelagem em CFD apropriada para o problema. Um estudo prévio de qualidade de malha foi feito para estabelecer dimensões ótimas para os elementos da malha. Duas simulações finais foram feitas para encontrar uma melhor estimativa para um parâmetro crítico da modelagem (temperatura de entrada dos gases dos queimadores), resultando na versão final do modelo. Os resultados finais foram analisados e constatou-se comportamentos térmicos consistentes com medições realizadas em um forno industrial. O modelo construído é uma ferramenta útil para análise de desempenho e otimização de fornos de requecimento.