Análise numérica e experimental do resfriamento de carregamento debarras de aços

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-10T08:18:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 paul_analise_numerica_e_experimental_do_resfriamento_de_carregamento_de_barras_d_e_acos.pdf: 2587101 bytes, checksum: 37357f4ecf48a53f3219df3b946a8eaf (MD5) Previous issue date: 15Neste trabalho foi estudado o resfriamento de barras de aço com o intuito de determinar o perfil térmico do conjunto de barras. As barras são posicionadas em diferentes instantes de tempo, e, com a mesma temperatura inicial. Esse processo de resfriamento lento tem por objetivo reduzir o teor de hidrogênio. O hidrogênio é capaz de se aprisionar na estrutura do aço tornando-o frágil. Observou-se que o resfriamento lento favorece a dessorção do hidrogênio da estrutura do material. O presente trabalho teve como objetivo elaborar um código computacional capaz de representar o perfil térmico durante o resfriamento do conjunto de barras. Foi realizado o balanço de energia para cada barra com o auxílio do EES Engineering Equation Solver. Um código computacional foi desenvolvido com o intuito de predizer a temperatura do conjunto de barras com relação à temperatura inicial das barras, temperatura ambiente, diâmetro e comprimento das barras. O modelo proposto no EES foi um modelo integral e foi validado com um experimento em escala reduzida no laboratório da UFMG. Paralelamente foi realizado um modelo diferencial utilizando o software Ansys CFX. Foi realizado um experimento em escala real em uma das bolsas de resfriamento lento da Usina Barreiro da Vallourec do Brasil. Na bolsa de resfriamento lento foram medidas as temperaturas ao longo do tempo de algumas barras em pontos estratégicos do conjunto. O modelo integral foi redimensionado para o problema em escala real e comparado com os resultados experimentais. Foi encontrada uma diferença de 12,5 % entre os resultados do modelo integral e o do experimento em escala real.This study has been investigated the steel bars cooling in order to evaluate the thermal profile of a set of bars. The bars are positioned at different instants of time, and with the same initial temperature. This cooling process aims to reduce the hydrogen content. Hydrogen is able to trap the structure of the steel. Consequently, make the steel fragile. The proper thermal treatment can lead to reduce the level of hydrogen. Previous studies showed that slow cooling of the bars provides desorption of hydrogen from the structure of the steel. This study has aimed to develop a computer code that is able to represent the thermal profile. The energy equation was solved for each bar using Engineering Equation Solver (EES). EES is an integral model and it was validated with an experiment at Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Simultaneously a differential model has performed using the ANSYS - CFX. A real-world case study from industry has been done at Vallourec do Brasils plant. Afterwards, the achieved results from case study and the mathematical model has been compared. The difference of the experiments result and mathematical models has been 12.5%