Análisis Numérico de la Evolución de la Velocidad de las Gotas en el Interior de una Boquilla Neumática

Abstract

Un método utilizado en la industria metalúrgica para el enfriamiento secundario del acero colado es la aplicación de rocíos de agua o chorros de niebla mediante boquillas hidráulicas o neumáticas para la remoción de calor. Para que un sistema de enfriamiento garantice una buena calidad del material se requiere que la extracción de calor desde la superficie del acero sea lo más homogénea e intensa posible. En este trabajo se realizó el estudio hidrodinámico de la velocidad de las gotas formadas en el interior de boquillas neumáticas usadas en el enfriamiento secundario del acero. Este estudio se llevó a cabo mediante la implementación de un código de resolución numérica utilizando Matlab, para la solución de las ecuaciones de movimiento de gotas individuales. Se obtuvieron perfiles de velocidad en función de su diámetro para ocho condiciones de operación diferentes así como los correspondientes perfiles de velocidad terminal. Los resultados muestran que conforme disminuye el diámetro de la gota, la velocidad que adquieren es mayor debido a que por su mayor área de contacto existe mayor transferencia de momentum desde el aire y esto se ve reflejado en la velocidad terminal, donde las gotas más grandes son las más lentas.