“Análisis termodinámico del proceso de fundición en un horno de crisol mediante simulación numérica”.
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Date
2023-02
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Publisher
Ecuador : La Maná : Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC)
Abstract
El proyecto consistió en analizar el proceso de fundición del aluminio utilizando un horno de crisol compuesto en sus tres paredes laterales y una pared superior de materiales como son dos ladrillos refractarios, uno está colocado hacia la parte interior del horno, seguidamente de una manta cerámica y el otro ladrillo en la parte exterior, en la pared lateral restante se tiene la compuerta de metal y en la pared inferior se aloja el carbón vegetal usado como fuente calorífica, se realizó el análisis termodinámico mencionando que el aluminio con el crisol necesitan una cantidad de calor de 7,46 kW, las pérdidas de calor por conducción y convección en los refractarios y en la compuerta metálica dio un total de 2,54 kW, de manera que se necesitó una cantidad de 10 kW para cumplir con este proceso, se analizó el carbón vegetal con capacidad de suministrar 25 kW obteniendo un rendimiento del 60 %, se utilizó el software ANSYS para determinar la distribución de las temperaturas a lo largo del refractario, el análisis se dio por medio de la simplificación por simetría, en donde se ingresaron los valores de la temperatura interna del horno de 1149,1 K y la exterior de 330,1 K, así como también la conductividad térmica que para el ladrillo es de 0,25 W/m.K y para la manta cerámica es de 0,22 W/m.K, finalmente en el área del ladrillo interno rodea una temperatura de 1058 K, en la manta cerámica se tiene un rango entre 694 K a 512 K y para el ladrillo exterior se presenta una temperatura de 400 K.
Description
The project consisted of analyzing the aluminum smelting process using a crucible furnace composed in its three side and an upper wall of materials such as two refractory bricks, one is placed in the inside of the furnace followed by a ceramic blanket and the other brick on the outside, the remaining side wall has the metal gate and the lower wallhouses the charcoal used as a heat source, the thermodynamic analysis was performed so that the aluminum with the crucible need an amount of heat of 7.46 kW, the heat losses by conduction and convection in the refractories and in the metal gate gave a total of 2.54 kW so that an amount of 10 kW was needed to fulfill this process, the charcoal with a capacity to supply 25 kW obtaining a yield of 60%, ANSYS software was used to determine the distribution of temperatures along the refractory, the analysis was given by means of simplification by symmetry, where the values of the internal temperature of the furnace of 1149.1 K and the external temperature of 330.1 K were entered, as well as the thermal conductivity that for the brick is 0.25 W/m. K, for the ceramic blanket, is 0.22 W/m.K. Finally, in the area of the internal brick has a temperature of 1058 K, the ceramic blanket has a range between 694 K to 512 K, and the external brick has a temperature of 400 K.
Keywords
ALUMINIO, CONDUCTIVIDAD TÉRMICA, MATERIAL REFRACTARIO, TEMPERATURA, HORNO DE CRISOL
Citation
Delgado Pullaguari Wilson Bladimir, Uyaguari Ruiz Brayan Javier (2023); “Análisis termodinámico del proceso de fundición en un horno de crisol mediante simulación numérica”. UTC. La Maná. 121 p.