acería
bal del molde disminuya, lo cual es natural puesto que el área
efectiva se incrementa. Sin olvidar que el rompimiento de la
capa límite genera una baja presión y una zona de alta disipación de energía en la parte superior del puerto, es necesario
analizar lo que ocurre con estas dos variables sobre los nuevos
patrones. La Figura 6 muestra los contornos de presión, donde
se aprecia que la zona de baja presión desaparece eliminándose el fenómeno de succión y que la disipación de energía
disminuye fuertemente. Esto se mantiene en los tres primeros
radios, hasta que el retro-flujo reaparece a un radio de 10 mm,
donde se observa que los gradientes de presión vuelven a
reaparecer pero con baja intensidad. Entonces, considerando
estos resultados se puede establecer que cambiar el diseño
del puerto de cilíndrico a rectangular y colocando un radio en
la parte superior del puerto es suficiente para la erradicación
y/o control de la aparición y su intensidad del retro-flujo.
recirculaciones superiores e inferiores. En los casos del diseño
original se puede observar que el chorro es compacto y que es
fuertemente afectado por el ángulo de inclinación del puerto;
además, que a un ángulo de cero grados el flujo afecta fuertemente la interface acero/lubricante. Sin embargo, cuando se
analiza el resto de los casos se pueden apreciar variaciones
importantes. Primero, al lograr ocupar por completo el área
efectiva de salida, los chorros se mueven a menor velocidad
y se dispersan más fácilmente. Segundo, el ángulo de penetración del chorro está directamente relacionado con el radio
empleado, como consecuencia el punto de impacto en las caras angostas y la velocidad en el menisco dependerán de este
por igual. En las Figuras 7c-7f se puede apreciar que conforme
el radio del puerto disminuye el ángulo del chorro aumenta y
los chorros se compactan cada vez más hasta que nuevamente
aparece el retro-flujo (Figura 7f) y el flujo muestra nuevamente
el mismo patrón que en el diseño original.
Figura 6. Contornos de presión en un plano al centro de la buza,
a) Re-0-R70, b) Re-0-R35, c) Re-0-R15, y d) Re-0-R10.
Hasta este punto se ha establecido un fundamento del surgimiento del fenómeno de retro-flujo y por lo menos se ha concretado un procedimiento a través del cual se puede erradicar
dicho fenómeno por medio de la modificación interna y de
forma del puerto de la buza. Al lograr esto, se obtiene la utilización total del área efectiva de salida y como consecuencia
la velocidad de los chorros de salida disminuye. Este resultado
no se puede pasar por alto pues toda modificación a los chorros se ve reflejada en los patrones de flujo en el molde, consecuentemente el presente análisis se finaliza estudiando el
efecto de la eliminación del retro-flujo sobre las variables más
trascendentales como son los patrones generales de flujo en
el molde, las oscilaciones del menisco y el punto de impacto
de los chorros en las caras angostas.
La Figura 7 muestra los perfiles de velocidad en un plano al
centro del molde para los casos originales (Figuras 7a–7b) y
para los cuatro casos donde se aplica un radio en la parte superior interna del puerto (Figuras 7c-7f). En concreto podemos
establecer que los patrones de flujo globales en todos los casos guardan las características típicas al mostrar sus respectivas
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Figura 7. Perfiles de velocidad al centro del molde,
a) C-0-R0, b) C15-R0, c) Re-0-R70, d) Re-0-R35, e) Re-0-R15 y f) Re-0-R10.
Tomando en consideración lo anterior y conociendo la importancia de establecer el punto de impacto de los chorros, se procedió a determinar esta variable. Los resultados obtenidos se
muestran en la Figura 8a – 8b; la primera muestra los valores
para los casos originales y los casos sin radio, donde se puede
apreciar que el cambio del punto de impacto entre cada caso
y entre las caras angostas del molde no es significativo, permaneciendo prácticamente constante con excepción del Re-0-R0,
donde el punto de impacto es mayor al original. Al considerar
el efecto del radio en el puerto (Figura 8b), es evidente que
conforme el radio aumenta, el punto de impacto también y
que los casos Re-0-R15 y Re-0-R10 corresponderían aproxi-