Análise da influência de parâmetros geométricos da válvula submersa na turbulência superficial em moldes de lingotamento contínuo através de simulações numéricas.

dc.contributor.advisorSilva, Carlos Antônio dapt_BR
dc.contributor.advisorPeixoto, Johne Jesus Molpt_BR
dc.contributor.authorRibeiro, Rodrigo Garcia
dc.contributor.refereeSilva, Carlos Antônio dapt_BR
dc.contributor.refereePeixoto, Johne Jesus Molpt_BR
dc.contributor.refereeLemos, Leandro Rochapt_BR
dc.contributor.refereeGabriel, Weslei Vianapt_BR
dc.date.accessioned2023-03-16T20:07:55Z
dc.date.available2023-03-16T20:07:55Z
dc.date.issued2022pt_BR
dc.descriptionPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.description.abstractEste trabalho objetivou calibrar um modelo de simulação fluidodinâmica para um molde de Lingotamento Contínuo a partir de dados experimentais de um modelo em água, e utilizar este modelo de simulação para estudar a influência tanto do raio interno superior da porta como da profundidade do recuo da Válvula Submersa (SEN) na oscilação superficial do molde. Os dados experimentais foram obtidos através de um modelo em água de escala 0,6:1, de onde se obteve a medição dos tamanhos de bolhas de ar, bem como a medição da oscilação superficial através de sensores ultrassônicos e o comportamento fluidodinâmico através de espalhamento de corante. Os experimentos realizados mostram que a vazão de ar injetada no molde não influencia a distribuição estatística de tamanhos de bolhas do modelo físico. Os experimentos também permitiram extrair distribuições estatísticas de tamanho de bolhas que serviram como input para as simulações numéricas. A comparação dos resultados obtidos dos experimentos permitiu também selecionar um conjunto de forças interfásicas que representasse mais fidedignamente na simulação o comportamento do escoamento e do espalhamento de bolhas no modelo físico. Dentre as combinações de forças interfásicas simuladas, a combinação de Força de Massa Virtual com Força de Gradiente de Pressão apresentou os resultados mais coerentes com os dados experimentais. Sobre análise da influência do raio interno superior da porta, observou-se que, para valores pequenos de raio, a oscilação superficial é intensificada. Por outro lado, observou-se redução considerável da oscilação superficial quando adotado um raio de 20mm. Em relação à análise da profundidade de recuo do fundo da SEN, a geometria sem nenhum recuo apresentou oscilação de superfície menos intensa do que a geometria de referência (recuo de 6,1mm). No entanto, quando se aumenta a profundidade de recuo em relação à profundidade de referência (6,1mm), a oscilação superficial é amenizada, com a configuração de profundidade de recuo de 9mm apresentando a maior redução na oscilação superficial.pt_BR
dc.description.abstractenThis work aimed to calibrate a fluid dynamics simulation model for a Continuous Casting mold from experimental data of a lab-scale water model, and to use this simulation model to study the influence of both SEN door upper radius and bottom well depth in the surface oscillation of the mold. The experimental data were obtained through a 0,6:1 scale model using water as fluid, from which the measurement of the air bubbles' size distribution was obtained, as well as the measurement of surface oscillation through ultrasonic sensors and the fluid dynamic behavior through dye dispersion. The experiments carried out shown that the value of the air flow rate injected into the mold does not influence the statistical distribution of bubble sizes of the physical model. The experiments also allowed the extraction of statistical distributions of bubble size that served as input for the numerical simulations. The comparison of the results obtained from the experiments also allowed to select a set of interphase forces that best represented behavior of the flow and the scattering of bubbles in the simulation models. Among the combinations of interphase forces that were simulated, the combination of Virtual Mass Force with Pressure Gradient Force presented the most consistent results with the experimental data. Regarding the analysis of the influence of the upper radius, it was observed that, for small values of radius, the surface oscillation is intensified. On the other hand, a considerable reduction in surface oscillation was observed when a radius of 20mm was adopted. Regarding the analysis of the SEN well bottom depth, the geometry with flat bottom showed less intense surface oscillations than the reference geometry, that presents 6,1mm of well bottom depth. However, when the indentation depth is increased in relation to the reference depth (6,1mm), the surface oscillation is mitigated, with the well depth of 9mm presenting the highest reduction in surface oscillation.pt_BR
dc.identifier.citationRIBEIRO, Rodrigo Garcia. Análise da influência de parâmetros geométricos da válvula submersa na turbulência superficial em moldes de lingotamento contínuo através de simulações numéricas. 2022, 111 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16370
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.rightsabertopt_BR
dc.rights.licenseAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 24/02/2023 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 a adaptação.pt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/us/*
dc.subjectProcessos de fabricaçãopt_BR
dc.subjectBolhas - física - distribuiçãopt_BR
dc.subjectLingotamento contínuopt_BR
dc.subjectFluidodinâmica computacionalpt_BR
dc.subjectEquipamentos industriais - válvula submersapt_BR
dc.titleAnálise da influência de parâmetros geométricos da válvula submersa na turbulência superficial em moldes de lingotamento contínuo através de simulações numéricas.pt_BR
dc.typeDissertacaopt_BR
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