Browsing by Author "Melo, Pedro Henrique Resende Vaz de"

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    An evaluation of gas injection effects in a mechanically stirred hot metal desulfurization system.
    (2017) Torres, Filipe de Menezes; Silva, Carlos Antônio da; Silva, Itavahn Alves da; Melo, Pedro Henrique Resende Vaz de; Lourenço, Marcelo Araújo
    Physical modeling techniques have been used in order to assess the effects of gas injection as a means of optimizing mechanically stirred desulfurization processes. For such a 1:7 scale model of a 315 ton of a Kanbara reactor was built. The influence of gas injection on mixing times, gas – liquid interfacial kinetics and solid phase dispersion was evaluated. Gas injection can reduce mixing times up to 20% and can increase solid dispersion up to 40%. Gas liquid interaction is shown to be highly dependent on the gas injection location. In this regard injecting through the impeller or at the bottom of the ladle has been investigated. Gas injection can be beneficial to the desulfurization process.
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    A influência da assimetria de fluxo no desgaste de refratário na câmara de vácuo de um reator RH.
    (2019) Melo, Pedro Henrique Resende Vaz de; Silva, Carlos Antônio da; Peixoto, Johne Jesus Mol; Silva, Carlos Antônio da; Lemos, Leandro Rocha; Silva, Itavahn Alves da; Peixoto, Johne Jesus Mol
    A obstrução de bicos de injeção de argônio, na perna de subida, é um fenômeno recorrente em um reator RH e pode provocar uma distribuição assimétrica do fluxo de aço, tanto na perna de subida como na região inferior da câmara de vácuo. Esta anomalia do fluxo de aço pode alterar as taxas de recirculação e de projeção de gotas de aço contra as paredes da câmara de vácuo, além de afetar o perfil de desgaste da estrutura refratária da porção inferior da câmara de vácuo. Logo, é importante compreender os efeitos da obstrução dos bicos do anel de injeção de argônio sobre o comportamento fluidodinâmico do aço entre o RH e a panela de refino secundário e seu efeito sobre a tendência de degradação do revestimento refratário do aparelho de desgaseificação. Neste estudo, foram avaliados os efeitos da obstrução de bicos em um reator RH sobre a taxa de circulação de líquido, tensão de cisalhamento nas paredes, perfis de velocidade e padrão de fluxo. Além disso, foi avaliada a tendência ao desgaste de refratários na câmara de vácuo por meio de modelo físico e simulação matemática. Quatro condições foram estudadas para diferentes vazões de gás: sem obstrução, obstrução simétrica de 8 bicos e duas obstruções assimétricas, de 4 e 8 bicos. Observou-se boa concordância entre os resultados dos modelos físico e matemático. A taxa de circulação apresentou queda significativa nos casos de obstruções assimétricas, se comparadas à condição de não obstrução. Quanto ao desvio do padrão de fluxo, nos casos de obstruções assimétricas, percebeu-se fluxo assimétrico na região inferior da câmara de vácuo, o que resultou em desgaste preferencial em um dos lados da câmara nos experimentos físicos. A análise da tensão de cisalhamento nas paredes da câmara de vácuo via modelo fluidodinâmico também indica desgaste preferencial. Quando confrontados, resultados de taxa de desgaste na simulação física e de tensão de cisalhamento no modelamento matemático, apresentaram boa correlação.
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    The influence of flow asymmetry on refractory erosion in the vacuum chamber of a RH degasser.
    (2019) Melo, Pedro Henrique Resende Vaz de; Peixoto, Johne Jesus Mol; Galante, Gustavo Santos; Loiola, Bruna Helena Malovini; Silva, Carlos Antônio da; Silva, Itavahn Alves da; Seshadri, Varadarajan
    Nozzle blockage in RH reactors is a serious operational problem since it can cause an asymmetric distribution of the steel flow in both the up-leg as well as the lower region of the vacuum chamber. This anomaly can alter the circulation rate in addition to affecting the erosion profile of the lower part of vacuum chamber refractory lining. In this study, the effect of nozzle obstruction on liquid circulation rate, wall shear stress, velocity profiles and flow pattern have been evaluated. In addition, refractory erosion in the vacuum chamber has been estimated through physical modeling and mathematical simulation results. Four blockage conditions were studied for different gas flow rates. There was a good agreement in physical and mathematical models results. Asymmetric flow was observed in vacuum chamber lower region in asymmetric blockage cases, which resulted in preferential wear on one chamber side in physical modeling experiments. The wall shear stress analysis in the vacuum chamber using a fluid dynamic model also indicates preferential erosion. When compared, refractory erosion results in physical modeling and shear stress in mathematical modeling presented good correlation.