Modelamiento matemático del acero líquido entrante a un contenedor en procesos de fundición tradicional

• Portalatino Zevallos, Jube Ciro ^[1] ; Zambrano Fernández, Marcos ^[2]
  1. [1] Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo

     Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo

     Huaraz, Perú

     
  2. [2] Universidad Nacional de Barranca. Lima, Perú.
• Localización: Aporte Santiaguino, ISSN 2070-836X, ISSN-e 2616-9541, Vol. 14, Nº. 2, 2021 (Ejemplar dedicado a: Julio-Diciembre), págs. 227-238
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Mathematical modeling of the liquid steel entering a container in ingot casting processes
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    En el presente trabajo es desarrollado un modelo matemático que involucra las ecuaciones de la mecánica de fluidos y la ecuación de energía para determinar el campo de temperatura del acero líquido ingresando a un contenedor a solidificarse, situación comúnmente encontrada en procesos de producción de acero en la actualidad. A través de técnicas matemáticas se obtiene una expresión simplificada de la ecuación de energía donde un parámetro no dimensional , conocido como el numero de Peclet, permite determinar la relación entre el transporte del calor por convección a su transmisión por conducción en el interior del molde que contiene el acero en estado líquido. Usando el método de diferencias finitas el modelo matemático propuesto es resuelto numéricamente para visualizar el proceso de enfriamiento del acero líquido, desde el momento inicial hasta el inicio del proceso de solidificación. Asimismo, los cómputos numéricos son llevados a cabo mediante GNU-Octave, el cual es un entorno de programación para la computación científica, el cual permitió realizar la visualización de los resultados en diferentes tiempos del proceso.

  • English

    In the present work, a mathematical model is developed which involves the equations of fluid mechanics and the energy equation to determine the temperature field of the liquid steel that enters a container to solidify, a situation commonly found in production processes of steel today. Using mathematical techniques, a simplified equation of the energy equation is obtained in which a non-dimensional parameter Pe, the Peclet number, allows to evaluate the transport of the heat by convection to the transmission by diffusion occurred in the mold that contains liquid steel. Using finite differences method, the mathematical model formulated is solved numerically to visualize the cooling process of the liquid steel, from the beginning until the solidification process starts. Likewise, the numerical computations are carried out using GNU-Octave, which is a platform to the scientific programming which allowed the visualization of the results obtained in different phases of the cooling process.