Construção e avaliação de um sistema recuperador de calor por fluxo de ar na solidificação do alumínio

• Autor(a) principal: Brandhuber, Cássio Cunha Pacheco
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16306
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Alumínio; Fundição; Meios de transferência de calor; Solidificação; Aluminum; Founding; Heat-transfer media; Solidification

As indústrias de alumínio primário e secundário demandam grandes quantidades de energia, sendo um dos principais gastos inerentes ao processo. Grande parte da energia é gasta na fusão do metal, sendo perdida para o ambiente quando o alumínio solidifica-se, o que pode representar uma parcela importante do investimento inicial de energia em um forno de fundição comum. Em aplicações onde o metal é vazado em moldes permanentes, como é o caso de lingotes destinados a posterior refusão, é possível extrair o calor da solidificação e resfriamento e reintroduzi-lo no processo, de forma a aumentar a eficiência térmica, reduzindo custos com energia e garantindo produção mais limpa. Este trabalho avalia a extração deste calor através dos parâmetros térmicos envolvidos em um molde refrigerado a ar, tais como temperaturas obtidas, coeficientes de transferência térmica e eficiência da extração de calor, comparando-se o valor disponível nas etapas de solidificação e de resfriamento de um lingote com o alcançado pelo aumento na entalpia da vazão de uma massa de ar conhecida. Estuda-se também as possíveis aplicações do ar aquecido em uma indústria de alumínio secundário e sua efetividade como técnica de recuperação térmica. Os resultados indicam uma eficiência de extração de calor de 47% e uma quantidade de energia térmica de 386 kJ para cada quilograma de alumínio. A recuperação de calor do sistema experimental avaliado mostra-se promissor para o desenvolvimento de técnicas de reaproveitamento de energia térmica em processos de fundição.