Efectos de la Generación de Mallas en la Modelización de Hornos de Cocción de Ánodos de Aluminio
Autores: Libreros, Jose; Trujillo, Maria
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Efectos de la Generación de Mallas en la Modelización de Hornos de Cocción de Ánodos de Aluminio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Horneado de ánodos
Producción de ánodos de carbono
Parámetros operacionales
Parámetros geométricos
Flujo turbulento
Simulaciones numéricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La cocción del ánodo es crítica en la producción de ánodos de carbono para la extracción de aluminio. Los parámetros operativos y geométricos tienen un impacto directo en el rendimiento de los hornos de cocción de ánodos (ABF) y, por lo tanto, en la calidad del ánodo resultante. Los patrones de flujo de gas, el campo de velocidad, la caída de presión, el esfuerzo cortante y la tasa de disipación turbulenta son los principales parámetros operativos que deben optimizarse, considerando una geometría específica que se discretiza como una malla. Por lo tanto, este documento tiene como objetivo establecer la necesidad de generar una malla adecuada para realizar simulaciones numéricas precisas de flujo turbulento tridimensional en una sección única de un ABF. Se consideran dos geometrías para generar tres mallas, utilizando COMSOL y cfMesh, con diferentes zonas de refinamiento. Las tres mallas se utilizan para crear nueve modelos de flujo turbulento isoterma incompresible, con parámetros operativos variables. El campo de velocidad, la convergencia y la relación de viscosidad turbulenta en la salida de las tuberías de entrada de combustible son los criterios de cuantificación. Los criterios de cuantificación han demostrado que se obtiene una mejor representación física al refinar en toda la zona de combustión. El generador de mallas incorporado de COMSOL Multiphysics permite formas cuadriláteras, tetraédricas y hexaédricas. Los tamaños y formas de celdas adaptativas tienen un lugar dentro de la modelización, ya que refinar una malla en zonas apropiadas reduce el número de Peclet cuando se simula el flujo turbulento isoterma incompresible.
Descripción
La cocción del ánodo es crítica en la producción de ánodos de carbono para la extracción de aluminio. Los parámetros operativos y geométricos tienen un impacto directo en el rendimiento de los hornos de cocción de ánodos (ABF) y, por lo tanto, en la calidad del ánodo resultante. Los patrones de flujo de gas, el campo de velocidad, la caída de presión, el esfuerzo cortante y la tasa de disipación turbulenta son los principales parámetros operativos que deben optimizarse, considerando una geometría específica que se discretiza como una malla. Por lo tanto, este documento tiene como objetivo establecer la necesidad de generar una malla adecuada para realizar simulaciones numéricas precisas de flujo turbulento tridimensional en una sección única de un ABF. Se consideran dos geometrías para generar tres mallas, utilizando COMSOL y cfMesh, con diferentes zonas de refinamiento. Las tres mallas se utilizan para crear nueve modelos de flujo turbulento isoterma incompresible, con parámetros operativos variables. El campo de velocidad, la convergencia y la relación de viscosidad turbulenta en la salida de las tuberías de entrada de combustible son los criterios de cuantificación. Los criterios de cuantificación han demostrado que se obtiene una mejor representación física al refinar en toda la zona de combustión. El generador de mallas incorporado de COMSOL Multiphysics permite formas cuadriláteras, tetraédricas y hexaédricas. Los tamaños y formas de celdas adaptativas tienen un lugar dentro de la modelización, ya que refinar una malla en zonas apropiadas reduce el número de Peclet cuando se simula el flujo turbulento isoterma incompresible.