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Title: Modelamento físico e matemático dos efeitos da injeção auxiliar de gás em um reator Kanbara.
Authors: Torres, Filipe de Menezes
metadata.dc.contributor.advisor: Silva, Carlos Antônio da
Silva, Itavahn Alves da
Keywords: Dessulfuração
Injeção de gás
Tanque agitado
Issue Date: 2017
metadata.dc.contributor.referee: Silva, Guilherme Liziero Ruggio da
Gameiro, Danton Heleno
Silva, Itavahn Alves da
Silva, Carlos Antônio da
Citation: TORRES, Filipe de Menezes. Modelamento físico e matemático dos efeitos da injeção auxiliar de gás em um reator Kanbara. 2017. 65 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2017.
Abstract: Neste trabalho, foi proposto como forma de otimização da eficiência do Reator Kanbara, a injeção auxiliar de gás, reativo ou não, para o aumento da turbulência do sistema e consequente intensificação da interação entre metal e escória. Procura-se também melhor condicionamento químico para a ocorrência da dessulfuração. Diversos aspectos foram investigados em um modelo contendo água, tais como o tempo para homogeneização do meio, a área interfacial entre as fases líquida e gasosa, e a qualidade da dispersão da escória em meio ao líquido. Também foram realizadas simulações matemáticas através do solver Ansys – Fluent 14.5, de modo a se obter informações sobre o comportamento turbulento do modelo. Dentre os resultados obtidos, notou-se que a injeção de gás tem efeito positivo no arraste de escória para o fundo da panela. Consequentemente, aumenta-se o campo ativo para as reações. Foi observado também que a interação entre gás e líquido depende fortemente da dispersão e desintegração das bolhas e do seu tempo de permanência no sistema. Como resultado, a injeção de gás pelo fundo da panela levou ao melhor desempenho para esse parâmetro em comparação com o sopro pelo agitador. No tocante às simulações numéricas, foi obtida adequada correspondência entre os modelamentos físico e matemático.
metadata.dc.description.abstracten: Gas injection, reactive or not, has been proposed as a means of optimization of the Kanbara Reactor (KR) operation. Gas injection is expected to increase turbulence and interaction between metal and slag. The time required for homogenization, the interfacial area between the liquid and gaseous phases, and the quality slag dispersion have been assessed using a physical model of a KR. Mathematical simulations were also performed by means of Ansys - Fluent 14.5 solver, in order to obtain information about the turbulent behavior of the model. Gas injection has a positive effect on the dispersion of reagent in locations close to the bottom of the ladle. Consequently, the active field for reactions is increased. It was also observed that the interaction between gas and liquid strongly relies on the dispersion and disintegration of bubbles and their residence time in the system. As far as bubble dispersion is concerned gas injection is more effective when performed by the bottom of the ladle as compared with injection through the agitator blades. Concerning numerical simulations, an adequate correspondence between the physical and mathematical models was obtained; thus the turbulence levels could be evaluated, confirming higher levels of turbulence at the ladle bottom due to gas injection.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/7568
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 05/04/2017 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.
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