Simulación Numérica de la Distribución del Tamaño de Burbuja en un Horno de Snorkel Único (SSF) con Modelo de Balance Poblacional (PBM)
Autores: Qi, Fengsheng; Ye, Nan; Liu, Zhongqiu; Cheung, Sherman C. P.; Li, Baokuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Snorkel
Horno
Refinación
Flujo
Burbujas
Modelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
El horno de refinación al vacío de snorkel único (SSF) es un equipo de refinación externo novedoso para la producción de acero de alta limpieza. RH es una tecnología de refinación de acero fundido desarrollada por la empresa Rheinstahl-Heraeus. En comparación con el horno RH tradicional, el horno SSF tiene las ventajas de una estructura simple, alta eficiencia de refinación y bajo costo de producción. Sin embargo, debido a que el flujo ascendente y el flujo descendente están en un solo snorkel, el fenómeno de flujo es más complejo que en el dispositivo RH. Por lo tanto, la ley de flujo bifásico gas-líquido en los hornos SSF juega un papel importante en la mejora de la eficiencia del equipo y el control preciso. Además, la evolución y el comportamiento de movimiento de las burbujas tienen una influencia importante en el flujo bifásico. En este estudio, se emplea el modelo de Balance de Población (PBM) para estudiar las propiedades de las burbujas, teniendo en cuenta el efecto de la coalescencia y ruptura de burbujas en el campo de flujo. Los resultados de la simulación con este modelo son consistentes con los valores experimentales, y la comparación con los resultados del modelo sin el PBM revela que son más cercanos con menos error. Los resultados muestran que con el modelo PBM el campo de flujo está más homogéneamente distribuido, la velocidad de flujo es más estable y la distribución del área del flujo ascendente y descendente en el snorkel es más simétrica. En el caso de este estudio, a medida que el nivel del fluido aumenta, el diámetro de la burbuja aumentará debido a la disminución de la presión hidrostática.
Descripción
El horno de refinación al vacío de snorkel único (SSF) es un equipo de refinación externo novedoso para la producción de acero de alta limpieza. RH es una tecnología de refinación de acero fundido desarrollada por la empresa Rheinstahl-Heraeus. En comparación con el horno RH tradicional, el horno SSF tiene las ventajas de una estructura simple, alta eficiencia de refinación y bajo costo de producción. Sin embargo, debido a que el flujo ascendente y el flujo descendente están en un solo snorkel, el fenómeno de flujo es más complejo que en el dispositivo RH. Por lo tanto, la ley de flujo bifásico gas-líquido en los hornos SSF juega un papel importante en la mejora de la eficiencia del equipo y el control preciso. Además, la evolución y el comportamiento de movimiento de las burbujas tienen una influencia importante en el flujo bifásico. En este estudio, se emplea el modelo de Balance de Población (PBM) para estudiar las propiedades de las burbujas, teniendo en cuenta el efecto de la coalescencia y ruptura de burbujas en el campo de flujo. Los resultados de la simulación con este modelo son consistentes con los valores experimentales, y la comparación con los resultados del modelo sin el PBM revela que son más cercanos con menos error. Los resultados muestran que con el modelo PBM el campo de flujo está más homogéneamente distribuido, la velocidad de flujo es más estable y la distribución del área del flujo ascendente y descendente en el snorkel es más simétrica. En el caso de este estudio, a medida que el nivel del fluido aumenta, el diámetro de la burbuja aumentará debido a la disminución de la presión hidrostática.