Simulación matemática de la inyección de un flujo rotacional de gas por el fondo de la olla de colada continua

Abstract

In this research project validation gas injection is performed by the bottom of the pot without continuous casting flow modifier using a mathematical model to results of a physical experiment, simulations were performed in two-dimensional multiphase fluid models Eulerian and VOF, these simulations turned out that the model that best represents multiphase flow behavior of fluids in the pot is the Eulerian model, after three-dimensional simulations were performed using the Eulerian multiphase fluid model and the model of turbulence k -épsilon in its three variants (standard, RNG and realizable) and with different models discretization of equations, resulting in the Eulerian multiphase fluid model combined with the model of turbulence k-epsilon model and the standard discretization of equations Quick are those that best represent the flow profile that occurs in the pot when gas is injected at the bottom, mixing times were also measured in the pot by mathematical simulation to this tracer was injected with properties similar to those of water and to measure mixing time two sensors positioned in the pot one at the top and one at the bottom of this, the result showed that the mathematical model represents faithfully what happens in reality because times mixing were the same as those obtained in physical testing.

En éste proyecto de investigación se realizó la validación de la inyección de gas por el fondo de la olla de colada continua sin modificador de flujo mediante un modelo matemático contra resultados de un experimento físico, se realizaron simulaciones en dos dimensiones con los modelos multifásicos de fluido VOF y Euleriano, de estas simulaciones resulto que el modelo multifásico que mejor representa el comportamiento de flujo de fluidos en la olla es el modelo EULERIANO, después se realizaron simulaciones en tres dimensiones con el modelo multifásico de fluido Euleriano y con el modelo de turbulencia k-épsilon en sus tres variantes (estándar, rng y realizable) y con diferentes modelos de discretización de ecuaciones, resultando que el modelo multifásico de fluido Euleriano en combinación con el modelo de turbulencia k-épsilon estándar y con el modelo de discretización de ecuaciones Quick son los que mejor representan el perfil de flujo que se presenta en la olla cuando se inyecta gas por el fondo, también se midieron los tiempos de mezclado en la olla mediante simulación matemática, para esto se inyecto un trazador con propiedades similares a las del agua y para medir el tiempo de mezclado se posicionaron dos sensores en la olla uno en la parte superior y otro en la parte inferior de esta, el resultado demostró que el modelo matemático representa de manera fiel lo que sucede en la realidad ya que los tiempos de mezclado fueron los mismos que los obtenidos en la experimentación física.