Transferencia de calor en gotas en ambientes a alta temperatura

Abstract

The extraction of heat due to the use of water is the main method of exploitation used in some metallurgical processes, being the secondary cooling on continuous casting process one of them, where through jets of water by means of nozzles, is eliminated amount of heat. There are adaptations in this cooling method that allow to accelerate the heat transfer, such as: water flow variation, water spray speed, water spray. However, there are not works that focus on the basic knowledge of heat transfer between the surface at high temperature (1000 ºC) and the droplets that are dispersed in a water jet. Therefore, in this work, using image techniques with high-speed cameras, an investigation is carried out on the influence of temperature on the behavior of two droplet sizes (3.5 mm and 5 mm in diameter) generated through a micro dripper. and normo dripper. These are subjected to impact tests by means of free fall on a plate, from room temperature to 800 ° C. Determining the influence of temperature on the speed, size, trajectory, formation of water steam and its effect on the impact of the drop with the surface.

La extracción de calor debido al uso de agua es el principal método de enfriamiento utilizado en diversos procesos industriales, incluidos los metalúrgicos, siendo el enfriamiento secundario del proceso de colada continua uno de ellos, donde a través de chorros de agua por medio de boquillas, se elimina la mayor cantidad de calor. Existen adaptaciones en este método de enfriamiento que permiten acelerar la transferencia de calor, tales como: variación de caudal de agua, velocidad de aspersión de agua, pulverización de agua. Sin embargo, no existen trabajos que se enfoquen en el conocimiento básico de la transferencia de calor entre la superficie a alta temperatura (1000 ºC) y las gotas que salen dispersadas en jet de agua. Por lo tanto, en este trabajo mediante técnicas de imagen con cámaras de alta velocidad, se realiza una investigación sobre la influencia de la temperatura en el comportamiento de dos tamaños de gota (3.5 mm y 5 mm de diámetro) generadas a través de un microgotero y normogotero. Éstas son sometidas a pruebas de impacto por medio de caída libre en una placa, desde temperatura ambiente y hasta los 800°C. Determinando la influencia de la temperatura en la velocidad, tamaño, trayectoria, formación del vapor de agua y su efecto en el impacto de la gota con la superficie.