Hierro y Acero Edicion 83 | Page 12

12 Acería Figura 3 para distintas especies, el software predice la fracción másica local de cada especie , a través de la solución de una ecuación (2) de convección-difusión para la -ésima especie. Esta ecuación de conservación toma la siguiente forma general: (2) Donde es la tasa neta de producción de especies por reacción química, es la tasa de creación por adición de la fase dispersa más cualquier fuente definida por el usuario, es la velocidad y es el flujo de difusión de especies. Casos de prueba simulados Distancias más importantes del ducto. Suposiciones y ecuaciones gobernantes En los trabajos de Zhang et al. ([5]) y de Timoshenko, Semko y Timoshenko ([6]) , se realizan simulaciones sobre la distribución de velocidades que tendrían los gases dentro de un ducto de humos para un HAE. A pesar de tener configuraciones diferentes obtuvieron una velocidad promedio de los gases de 10 m/s en la entrada del ducto. Es por eso que se toma una velocidad de 12 m/s como base de las pruebas que se hacen en esta investigación, aunque también hicimos distintas pruebas variando la velocidad para observar si afecta en el camino del vapor de agua. Estas pruebas se muestran más adelante. Se utilizó una temperatura de 1073 K para los gases CO 2 , CO, y H 2 O que son los que salen del horno y entran al ducto. El aire que ingresa por el espacio entre el codo y el ducto entra a 313 K. Se analizaron tres casos principales en donde cambia de posición el ingreso de vapor de agua al ducto y después a cada uno de estos casos se le hicieron cinco variaciones, las cuales fueron de velocidad, presión a la salida y concentración de vapor de agua. Dado que el codo del ducto es casi vertical, el ingreso de los gases al mismo es de forma vertical también. Decidimos nombrar a las entradas de la figura 1 como entrada derecha del ducto (Inlet3), entrada media (Inlet2) y entrada izquierda (Inlet1). La representación de estos tres casos principales se puede observar en la figura 4 en donde se muestra que para el caso no.1 el vapor de agua ingresa por la entrada derecha, para el no.2 por la entrada media, y para el no.3 por la izquierda, mirando las entradas desde abajo. Figura 4 La presión inicial de entrada para CO 2 , CO, y H 2 O fue supuesta como 1000 Pa y el aire se supuso a 0 Pa (presión atmosférica). La presión en la salida se estableció como 0 Pa (presión atmosférica). JUL-SEPT 2020 ASOCIACIÓN TECNOLÓGICA DEL HIERRO Y ACERO AISTMEXICO.ORG.MX Las densidades de todos los gases se dejaron en función de las propiedades de los gases ideales, el software toma a los gases como ideales y a partir de la ecuación (1) calcula la densidad del gas, donde es la presión, la temperatura, la masa molar y la constante universal de los gases ideales. Dado a que se están utilizando cuatro gases diferentes, en estado estacionario, se decidió utilizar el modelo de “Species Transport”. Este modelo nos permite ingresar varias especies (gases) que pueden o no mezclarse entre sí. Cuando se quiere resolver las ecuaciones de conservación (1) Representación de los casos principales indicando la entrada de vapor de agua en el ducto. Las variaciones realizadas en cada caso fueron: • Con velocidad de gases en la entrada a 6 m/s, 5% de concentración de H 2 O. • Con velocidad de gases en la entrada a 12 m/s, 5% de concentración de H 2 O. • Con velocidad de gases en la entrada a 25 m/s, 5% de concentración de H 2 O.