Title

SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO ESCOAMENTO DE AR EM UM SILO DE SECAGEM DE MINÉRIO

NUMERICAL SIMULATION OF AIR FLOW IN A DRY SILO IRON ORE

Authorship

Contini, André Carlos; Neiva, Rafael Motta; Morales, Bayard Beling; Trindade, Leonardo Barboza; Vilela, Antônio Cezar Faria

Contini, André Carlos

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Neiva, Rafael Motta

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Morales, Bayard Beling

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Trindade, Leonardo Barboza

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Vilela, Antônio Cezar Faria

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DOI

10.5151/2594-357X-20372

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Abstract

O minério de ferro extraído do solo encontra-se naturalmente úmido devido à ação do clima e exposição ao ambiente. Essa umidade aumenta sua capacidade calorífica, tornando-se necessária uma maior energia para reduzi-lo, além de dificultar a separação dos finos no processo de peneiramento e, conseqüentemente, diminuindo a permeabilidade gasosa dentro do alto-forno. Para minimizar tais dificuldades, o minério pode ser submetido a um processo de secagem no silo, onde o mesmo é depositado, e ar quente é insuflado através de diversos bocais, promovendo a remoção da umidade. O presente trabalho pretende avaliar o funcionamento deste tipo de equipamento através da simulação numérica do escoamento de ar no seu interior. Foi construída uma geometria tridimensional do silo e resolvido numericamente o escoamento empregando o método dos volumes finitos. Foi considerada também a troca térmica entre o ar e o minério. As simulações foram realizadas avaliando diferentes vazões e temperaturas para o ar insuflado. Como resultado, conseguiu-se observar e caracterizar o comportamento do escoamento e da temperatura em função do tempo.

The iron ore extracted from the soil is naturally wet due the climate and environmental exposure. This moisture increases the ore heat capacity, making necessary a larger energy to reduce it, and difficult the separation of fines in the screening process and, consequently, decreasing the gas permeability in the blast furnace. To minimize these difficulties, the ore may be dried in a silo, where it is deposited and hot air blown through several nozzles, promoting the removal of moisture. The present work intends to analyze working mechanism of this equipment through the numerical simulation of air flow inside. A three-dimensional geometry of the silo was built and the flow was solved numerically using the finite volume method. It was also considered the heat exchange between air and the ore, and it calculates the water content. The simulation was conducted with different flows and temperatures for the air blown. As results, we were able to observe the behavior of the flow and temperature as a function of time.

Keywords

Secagem; Simulação numérica de fluídos; Minério de ferro.

Simulation; Drying; CFD; Iron ore.