Análise via modelagem física e matemática da turbulência na interface metal/escória na região do menisco em um molde de lingotamento contínuo de placas.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2015
Autor(a) principal: Arruda, José Dimas
Orientador(a): Silva, Carlos Antônio da
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Metais
Fundição em molde de areia
Escória
Visualização de fluxo
Link de acesso: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/5802
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Arruda, José DimasSilva, Carlos Antônio da2015-11-19T17:59:28Z2015-11-19T17:59:28Z2015ARRUDA, José Dimas. Análise via modelagem física e matemática da turbulência na interface metal/escória na região do menisco em um molde de lingotamento contínuo de placas. 2015. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2015.http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/5802Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.Estudou-se algumas características da turbulência na região do menisco próximo a interface metal/escória em um molde de lingotamento contínuo de placas, por meio de modelagem física e matemática, e como estas são afetadas por mudanças da profundidade de imersão, tipo e angulação do bocal da SEN e velocidade de lingotamento. Foram utilizadas válvulas com diferentes geometrias de porta de saída, uma oval com ângulo de saída de 15 graus e uma quadrada com ângulos de saída de 15 e 25 graus. Água ou solução de água com ZnCl2 simularam o aço; e placas de madeira perfuradas ou óleo de silicone simularam escória sólida e líquida respectivamente. Por meio da técnica PIV e do Ansys Fluent, foram investigados os efeitos daqueles parâmetros sobre a distribuição de velocidades e energia cinética de turbulência na região do menisco. Evidenciou-se por meio da utilização de uma escória de elevada viscosidade os efeitos de frenagem desta sobre o fluxo de aço. Foram observadas discrepâncias entre os valores de velocidade e deformação da camada de escória obtidos nas modelagens física e matemática, as quais podem ser parcialmente explicadas devido às diferentes formas de captação dos resultados. Realizou-se ainda um estudo de fluidos com diferentes propriedades físicas para simular metal e escória, os quais ressaltam a importância de parâmetros como viscosidade, diferença de densidade e tensão interfacial sobre o fenômeno de arraste de escória. Os resultados foram analisados com base em critérios de estabilidade da interface metal/escória disponíveis na literatura e ressaltam o papel do empuxo e tensão interfacial. A fórmula de Harman não parece considerar os efeitos de viscosidade na proporção correta. A fórmula de Kasai produziu resultados coerentes com os experimentos.Some characteristics of the turbulence in the meniscus region near the metal / slag interface in a slab continuous casting mold have been highlighted by means of physical and mathematical modeling. The effects of changes in the depth of immersion, type and angulation in the Submerged Entry Nozzle (SEN) and casting speed have been asssessed. Two different SEN geometries have been employed: oval output port with 15 degrees downward and square output port with 15 and 25 degrees downward. Water or solution of ZnCl2 have been used to simulate the steel behaviour; perforated wood boards or silicone oil have been used to simulate solid and liquid slag respectively. Through PIV technique and Ansys Fluent CFD, the effects of the beforementioned parameters on the distribution of velocities and kinetic energy of turbulence in the meniscus region were investigated. The braking effect of a high viscosity slag layer was demonstrated. Discrepancies between the values of velocity and slag layer deformation obtained in the physical and mathematical modeling were found; they can be partially explained due to the different methodologies used to gather the results. Also was performed a study with fluids of different physical properties to simulate of metal and slag, which emphasize the importance of parameters such as viscosity, density difference and interfacial tension on the phenomenon of slag entrapment. Results have been analyzed using stability criteria available in the literature and highlight the effects of buoyancy and interfacial tension. It seems that Harman´s equation does not take the effect of viscosity properly. Kasai´s equation gives values following the findings of these experiments.MetaisFundição em molde de areiaEscóriaVisualização de fluxoAnálise via modelagem física e matemática da turbulência na interface metal/escória na região do menisco em um molde de lingotamento contínuo de placas.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 04/11/2015 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82636https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/f2bc6a91-ab61-4475-b87d-1f3c7a860b34/downloadc2ffdd99e58acf69202dff00d361f23aMD55falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-846https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/d30faa31-bf6d-4c70-aa98-2d5d174647ba/download587cd8ffae15c8598ed3c46d248a3f38MD52falseAnonymousREADlicense_textlicense_texttext/html; charset=utf-821189https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/3b83e72f-2998-48b1-bb1b-93fa16b7f548/downloadfdc9a64af1195277fa33ccd0c10550ddMD53falseAnonymousREADlicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-820592https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/5cf9f9a8-e688-4f00-b216-3ec70ac584e3/download0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4bMD54falseAnonymousREADORIGINALDISS_ AnáliseModelagemFísica.pdfDISS_ AnáliseModelagemFísica.pdfapplication/pdf7773550https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/a7285a7a-17ea-448e-8604-121e6baad80b/download827f5d7a2c9b03cfa9fbdcb6a59ab2e4MD51trueAnonymousREADTEXTDISS_ AnáliseModelagemFísica.pdf.txtDISS_ AnáliseModelagemFísica.pdf.txtExtracted texttext/plain171538https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/3b50ed6c-7517-4c3a-95a1-bc6856a51f94/downloade0ba8bc2db3ac3129881fbcaa4a18462MD56falseAnonymousREADTHUMBNAILDISS_ AnáliseModelagemFísica.pdf.jpgDISS_ AnáliseModelagemFísica.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4696https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/25462a38-caf6-4dc3-b65c-e578fc3bf387/download4e3e8968b2d6490af4f7496281ac7942MD57falseAnonymousREAD123456789/58022024-11-10 12:37:43.592open.accessoai:repositorio.ufop.br:123456789/5802https://www.repositorio.ufop.brRepositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332024-11-10T15:37:43Repositório Institucional da UFOP - 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