[en] THREE-DIMENSIONAL TURBULENT FLOW IN A CONTINUOS CASTING TUNDISH

• Main Author: MARCUS VINICIUS ANDRADE BIANCHI
• Other Authors: ANGELA OURIVIO NIECKELE
• Language: pt
• Published: MAXWELL 2012
• Subjects: [pt] ACO; [en] STEEL; [pt] DISTRIBUIDOR; [en] DISTRBUTORS; [pt] TRIDIMENSIONAL
• Online Access: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=18936@1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=18936@2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.18936

[pt] Análise do escoamento tridimensional turbulento, isotérmico, em regime permanente, num distribuir retangular de aço para lingotamento contínuo. No processo de lingo tamento contínuo, o distribuidor é um reservatório intermediário que tem como função distribuidor o metal fundido desde a panela de fundição até os moldes, e remover as inclusões não-metálicas que podem comprometer a qualidade do lingote. O escoamento turbulento foi modelado utilizando-se a analogia de Boussinesq para avaliar as tensões de Reynolds, e a viscosidade turbulenta foi avaliada através do modelo k-e de turbulência. Desenvolveu-se um algoritmo de solução de equações elípticas tridimensionais carte sianais de conservação utilizando o método dos volumes de controle. O acoplamento velocidade-pressão é tratado através do algoritmo SIMPLEC. As equações algébricas de conservação são resolvidas iterativamente de forma segregada, utilizando-se o algoritmo TDMA linha-por-linha e um algoritmo de correção por blocos para acelerar a convergência. O escoamento para um distribuidor sem barreiras e diferentes configurações com um dique e uma barragem foram estruturadas. Foi calculado o tempo de residência de uma partícula no distribuidor e um fator de limpeza foi estabelecido a fim de se poder qualificar diferentes configurações. Os resultados obtidos foram comparados com os disponíveis na literatura, apresentando excelente concordância. Comprovou-se que a utilização de barreiras traz benefícios para o processo de lingotamento contínuo, uma vez que sendo o tempo de residência no distribuidor maior, existe uma maior probabilidade de remoção das inclusões não-metálicas. === [en] The turbulent fluid flow was modelled by the Boussinesq analogy to evalute the Reynolds stress, and the turbulent viscosity was calculated by the k-e turbulence model. A computer program to soolve the tridimensional cartesian elliptic equations was developed using the control volume method approach. The velocity-pressure couppling was treated using the SIMPLEC algorithm. The algebric conservation equations were solved in a segregated way, using the TDMA line-by-line algorithm and a block correction was employed to acelerate convergence. The fluid flow was solved for a tundish without flow control and different configura tions with a weir and dam were also studied. The tome of residence inside the tundish was calculated and a cleanliness factor was adopted to quality diferent: configurations. The results were compared with solutions avaiable in the literature, showing an excelent comparison. It was shown that the use of a weir and a dam as flow control can be very atractive, as the time of residence inside the tundish is bigger, raising the probality of non-metalic inclusions separation.