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Dinámica del Flujo Bifásico Acero-Argón en Moldes de Planchón

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dc.contributor.author Salazar Campoy, María Mercedes
dc.date.accessioned 2017-11-14T18:53:07Z
dc.date.available 2017-11-14T18:53:07Z
dc.date.created 2017-01
dc.date.issued 2017-10-16
dc.identifier.citation Salazar Campoy María Mercedes, Dinámica del Flujo Bifásico Acero-Argón en Moldes de Planchón, Tesis (Doctor en Ciencias en Metalurgia y Materiales), Ciudad de México, Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, 2017, 227 p. es
dc.identifier.uri http://tesis.ipn.mx/handle/123456789/23420
dc.description Tesis (Doctor en Ciencias en Metalurgia y Materiales), Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, 2017, 1 archivo PDF, (227 páginas). tesis.ipn.mx es
dc.description.abstract Los efectos del diseño de la buza de entrada de alimentación sumergida (SEN) y la transferencia de momento, para el flujo monofásico y bifásico de acero-argón en el proceso de colada continua de acero ha sido modelado a través de técnicas experimentales tales como velocimetría de imágenes de partículas (PIV) y perfilador de velocidad por ultrasonido (UVP). Tres diseños de SEN fueron probados, con el mismo diámetro interno y diferentes geometrías, de puertos cuadrados (S), con fondo especial y puertos cuadrados (U) y puertos circulares (C). La relación de momento de la fase gaseosa entre la fase líquida define las condiciones del acoplamiento (existencia de transferencia de momento entre las fases) y de los flujos no acoplados (transferencia de momento inexistente entre las dos fases). Las velocidades del líquido en el menisco incrementa de dos a tres veces en el flujo bifásico con respecto a las velocidades presentadas en el flujo monofásico utilizando flujos bajos de la fase gaseosa, este efecto es debido a las fuerzas de arrastre en las burbujas que proveen los jets de líquido que forman un flujo doblemente acoplado. Las velocidades a lo largo de la cara angosta del molde también son mayores en el caso de flujos de dos fases, el flujo utilizando la SEN U es menos dependiente de los efectos de la fase secundaria, así mismo los tamaños de burbujas que presenta son menores, lo que indica que la ruptura de éstas depende de los esfuerzos cortantes en el fluido y de la disipación de energía cinética turbulenta (ε) en la parte inferior y puertos de la SEN, cuando la relación de las velocidades superficiales de la fase gaseosa sobre la fase líquida en la entrada de la SEN es inferior a 0.14 el patrón de flujo en el molde depende de la diseño de la ésta y del flujo de gas (2-10 l/min, flujos acoplados), por encima de esta magnitud el patrón de flujo se desacopla y es independiente del diseño y del flujo de gas. A través de análisis dimensional se encontro que la densidad del número de burbujas en el flujo es directamente proporcional a la relación cúbica del producto de la densidad del líquido por la energía cinética y la tensión superficial de la fase líquida y linealmente dependiente de la relación de las velocidades superficiales de las dos fases [n=Π1 (ρck/σ)^3 ϒ]. The effects of submerged entry nozzle (SEN) design and momentum transfer for one and two-phase flows of steel-argon in continuous casting process of steel were modeled through experimental techniques such as Particle Image Velocimetry and Ultrasonic Velocimetry Profiler. Three nozzle designs were tested with the same bore size and different port geometries including, square (S), special bottom design with square ports (U) and circular (C). The ratio of drag momentum of the gas phase over the liquid phase defines the conditions for coupled (existence of momentum transfer between the phases) and channeled flows (defined as those conditions where there is not further momentum transfer between both phases). Meniscus velocities of liquid increase two or three-fold in two-phase flows regarding one-phase flows using low flow rates of gas phase. This effect is due to the complete dragging effects on bubbles by the liquid jets forming two-way coupled flows. Liquid velocities along the narrow face of the mold also are higher for two-phase flows. Flows using nozzle U are less dependent on the effects of the second phase. Bubble sizes are smallest using nozzle U, which indicates that bubble breakup is dependent on the strain rates of the fluid and dissipation of kinetic energy (ε) in the nozzle bottom and port edges. When the ratio of superficial velocities of the gas phase over the liquid phase in the nozzle bore is less than 0.14 the flow pattern in the mold is dependent on the nozzle design and flow rate of gas (2-10 l/min). Above this magnitude, the flow pattern becomes uncoupled and independent from the nozzle design and from the flow rate of gas. Through dimensionless analysis it was found that the density number of bubbles in the flow is directly proportional to the cubic ratio of the product of the liquid density by the kinetic energy and the liquid phase surface tension and linearly dependent on the ratio of the superficial velocities of the two phases [n=Π1 (ρck/σ)^3 ϒ]. es
dc.language.iso es_MX es
dc.publisher Salazar Campoy María Mercedes es
dc.subject Modelo es
dc.subject Análisis es
dc.subject Flujo bifásico es
dc.title Dinámica del Flujo Bifásico Acero-Argón en Moldes de Planchón es
dc.type Tesis es
dc.contributor.advisor Morales Dávila, Rodolfo
dc.contributor.advisor Nájera Bastida, Alfonso


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