Análise teórica e experimental de uma ventaneira de alto forno, visando seu comportamento térmico e fluidodinâmico

Abstract

In this work, it was studied the thermal and fluid dynamic behavior from theorical and experimental point of view of a blast furnace tuyere. The tuyere is responsible for the hot air insuflation into the blast furnace. The parameter used in the comparison was the difference between the cooling water inlet and outlet temperatures. There were used forced convection correlations inside circular sections with adequations for non circular sections. Based on operations dates of flux and thermal loads it was possible to model numerically the tuyere, and, since it was obtained the wall temperatures, estimate the conduction and convection resistances and the heat flux through the walls in contact with the water. The total heat fluxes from wall to water were applied to the energy conservation equation where could be estimated the theorical temperature variation. Compared to the real value, the theorical value presented a difference of 0,2 °C. Considering that the boundary conditions around the tuyere are transitories and that your channels have some rugosity irregularities we can consider the estimation method for cooling system coherent with the real operational parameters

Neste trabalho foi estudado o comportamento térmico e fluidodinâmico do ponto de vista teórico e experimental de uma ventaneira de alto forno. A ventaneira é responsável pela insuflação de ar quente no interior do alto forno. O parâmetro comparado foi a diferença de temperatura de entrada e saída da água de refrigeração. Foram utilizadas correlações para convecção forçada no interior de tubos com adequações para seções não circulares. Com base nos dados operacionais de vazão e cargas térmicas foi possível modelar a ventaneira numericamente e, a partir das temperaturas de parede, calcular as resistências de condução e convecção e em seguida o fluxo de calor através das paredes em contato com a água. A soma dos fluxos de calor por convecção foi aplicada na equação da conservação de energia e a partir dela foi possível determinar a variação de temperatura teórica. Este valor quando comparado ao valor real apresentou variação de 0,2ºC. Considerando que as condições de contorno em torno da ventaneira são transitórias e suas câmaras apresentam certa irregularidade de rugosidade e seções podemos considerar o método de estimativa do calor de refrigeração coerente com os parâmetros reais de operação