Title

MODELAMENTO MATEMÁTICO DO ESCOAMENTO MULTIFÁSICO EM PANELAS DE ACIARIA E NOVA TÉCNICA DE PREVISÃO DE TEMPO DE MISTURA

MATHEMATICAL MODEL OF MULTIPHASE FLOW IN ARGON STIRRED LADLE AND A NEW TECHNIQUE FOR PREDICTION OF THE MIXING TIME

Authorship

Costa, Lucas Teixeira; Tavares, Roberto Parreiras; Braga, Bernardo Martins; Martins, Diego Lima Henrique; Lino., Helbert Felipe

Costa, Lucas Teixeira

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Tavares, Roberto Parreiras

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Braga, Bernardo Martins

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Martins, Diego Lima Henrique

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Lino., Helbert Felipe

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DOI

10.5151/2594-5300-20835

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Abstract

No presente trabalho foi desenvolvido um estudo sobre o escoamento multifásico em panela de aciaria para determinação do tempo de mistura por meio de simulação matemática fluidodinâmica. Para isso, foi realizado o monitoramento por pontos, prática comumente utilizada, e um novo método foi proposto ao calcular o desvio padrão da concentração de traçador em todo domínio computacional. Pelo novo método todas as regiões da panela são utilizadas para determinar o tempo de mistura e não mais pontos isolados como tem sido realizado. Dessa forma, os erros resultantes de monitoramento em pontos de recirculação ou favorecidos pelo escoamento são evitados. Foram feitos estudos da influência da posição e número de plugues na panela e vazão de argônio utilizada. Obteve-se, pelo critério proposto, os tempos de mistura para as condições testadas e finalmente, encontrar a melhor condição operacional ao comparar área do "olho" e tempo de mistura em função da vazão de argônio, para cada configuração de panela estudada.

The present work consists of a study of multiphase flow in argon stirred ladle to quantify mixing time by means of CFD simulation. Two methods were adopted to evaluate the mixing times, monitoring concentration of a tracer at certain points, a practice commonly used, and calculating the standard deviation of the concentration in the whole computational domain. By the new method all regions of the ladle are used to determination of the mixing time and no more isolated points as has usually been done. There have been studies of the influence of the position and number of plugs in the ladle and argon flow rate used. Mixing times for the conditions tested were determined. The effects of gas flow rate, number of the nozzles and position for tracer injection were evaluated. The size of the “eye” for these different conditions were also determined.

Keywords

Escoamento multifásico; Panela; Tempo de mistura; CFD.

Multiphase flow; Ladle; Mixing time; CFD.