Modelación matemática del mezclado en ollas (cucharas) de aluminio equipadas con la técnica de desgasificación rotor-inyector
DOI:
https://doi.org/10.3989/revmetalm.2006.v42.i3.18Palabras clave:
Modelación matemática, Flujos bifásicos, Vórtice, Superficie libre, MezcladoResumen
Se desarrolló un modelo matemático Euleriano para analizar el flujo de fluidos y el mezclado en ollas (cucharas) de tratamiento de aluminio equipadas con rotor-inyector, variando parámetros del proceso como la velocidad de giro del rotor, la distancia de inmersión de la flecha, el flujo de gas, el tipo de rotor y el factor de forma de la olla (cuchara) (relación altura/diámetro). El modelo matemático simula la operación, con y sin inyección de gas, a través del rotor, empleando el código comercial PHOENICS donde se resolvieron las ecuaciones de continuidad, momento, especies químicas y turbulencia, k-e, de forma simultánea, tanto para la fase líquida como para la gaseosa. El dominio se dibujó, realistamente, empleando coordenadas ajustadas al cuerpo (BFC) y se utilizó el algoritmo IPSA (Interphase Slip Algorithm) para simular el comportamiento del gas inmerso en el líquido, así como la superficie libre del baño. De los resultados que arrojó el modelo se concluyó que el grado de recirculación del baño depende, principalmente, de la velocidad de giro de rotor y que, ésta, aumenta al aumentar el giro del rotor. También, se dedujo que la principal causa de formación y tamaño del vórtice es la velocidad angular del rotor. Por último, el mezclado se mejora cuando: 1) La colocación del rotor se sitúa a una profundidad de inmersión de 0,229 m; 2) Usando altas velocidades de rotación; 3) Si se usan ollas (cucharas) con relaciones geométricas de baja altura y diámetro grande; y 4) Usando rotores muescados.
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[1] O. M. Suárez, Rev. Metal Madrid 40 (2004) 173-181.
[2] A. Molsalve Y R. Morales, Rev. Metal. Madrid 40 (2004) 431-435.
[3] G. K. Sigworth Y T.A Engh, Metall. Trans. B, 13 September (1982) 442-460.
[4] J. G. Stevens Y H. Yu, Light Metals 1992 Proc. 121st TMS Annual Meeting, San Diego, CA, (USA), 1991, Publ. by Minerals, Metals & Materials Soc. (TMS), Warrendale, PA, USA, pp. 1.023-1.029.
[5] J. F. Grandfield, D.W. Irwin, S. Brumale Y C. J. Simansen, Light Metals 1990 Proc. 119th TMS Annual Meeting, Anaheim, CA, (USA), 1990, Publ. by Minerals, Metals & Materials Soc. (TMS), Warrendale, PA, USA, pp. 737- 746.
[6] M. Nilmani, P.K. Thay Y C.J. Simensen, Light Metals 1992 Proc. of the 121st TMS Annual Meeting, San Diego, CA, (USA), 1991, Publ. by Minerals, Metals & Materials Soc. (TMS), Warrendale, PA, USA, pp. 939-945.
[7] F. Boeuf, M. Rey, Y E. Wuilloud, Light Metals 1993 Proc. of the 122nd Annual Meeting, Denver, CO, USA, 1993, Publ by Minerals, Metals & Materials Soc (TMS), Warrendale, PA, USA, pp. 927-932.
[8] M. Nilmani, P.K. Thay, C. J. Simansen, Y D.W. Irwin; Light Metals 1990 Proc. of the 119th TMS Annual Meeting, Anaheim, CA, (USA), 1990, Publ. by Minerals, Metals & Materials Soc. (TMS), Warrendale, PA, USA, pp. 747- 754.
[9] C. Leroy Y G. Pignault; JOM-J Min. Met. Mat. S. 43 (1991) 27-30.
[10] Y. Ohno, D. T. Hampton Y A. W. Moores; Light Metals 1993 Proc. of the 122nd Annual Meeting, Denver, CO, (USA), 1993, Publ. by Minerals, Metals & Materials Soc. (TMS), Warrendale, PA, USA, pp. 915-921.
[11] M. Maniruzzman Y M. Makhlouf; Light Metals Proc. of the 1997 127th TMS Annual Meeting, San Antonio, TX, (USA), 1998, Minerals, Metals & Materials Soc (TMS), Warrendale, PA, USA, pp. 797-803.
[12] M. Maniruzzaman Y M. Makhlouf; Metall. Trans. B 33 (2002) 297-303. doi:10.1007/s11663-002-0013-6
[13] Dongs, S.T. Johansen Y T.A. Engh; Chem. Eng. Sci. 49 (1994) 3.511-3.518.
[14] G.L. Lane, M.P. Schwarz Y G.M. Evans; Appl. Math. Model. (2002) 223-235. doi:10.1016/S0307-904X(01)00057-9
[15] J. Mietz Y F. Oeters: Steel Res. 59 (1988) 52-56.
[16] Phoenics On-Line Information System (POLIS); PHOENICS 3.4. CHAM Company. 2000.
[17] J. Szekely, Fenómenos de Flujo de Fluidos en Procesamiento de Metales, Ed. Limusa, México, D.F., México, 1988.
[18] B. E. Launder Y D. B. Spalding: Comput. Method. Appl. M. (1974) 269-289.
[19] F. Contreras-Bustos, Tesis de Maestría, Centro de Graduados en Materiales, Instituto Tecnológico de Morelia, 2005.
[20] J. E. Gruzleski Y B. Closset, Treatment of Liquid Aluminum-Silicon Alloys, American Foundry Society; USA, pp. 143-181, 1990.
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