Mathematical modeling of the liquid steel entering a container in ingot casting processes
Descripción del Articulo
In the present work, a mathematical model is developed which involves the equations of fluid mechanics and the energy equation to determine the temperature field of the liquid steel that enters a container to solidify, a situation commonly found in production processes of steel today. Using mathemat...
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| Formato: | artículo |
| Fecha de Publicación: | 2021 |
| Institución: | Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo |
| Repositorio: | Revistas - Universidad Nacional Santiago Antunez de Mayolo |
| Lenguaje: | español |
| OAI Identifier: | oai:ojs.192.168.1.71:article/814 |
| Enlace del recurso: | http://revistas.unasam.edu.pe/index.php/Aporte_Santiaguino/article/view/814 |
| Nivel de acceso: | acceso abierto |
| Materia: | modelo matemático, ecuación de energía, el número de Peclet, proceso de enfriamiento |
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Mathematical modeling of the liquid steel entering a container in ingot casting processesModelamiento matemático del acero líquido entrante a un contenedor en procesos de fundición tradicionalPortalatino Zevallos, Jube CiroZambrano Fernández, Marcosmodelo matemático, ecuación de energía, el número de Peclet, proceso de enfriamientoIn the present work, a mathematical model is developed which involves the equations of fluid mechanics and the energy equation to determine the temperature field of the liquid steel that enters a container to solidify, a situation commonly found in production processes of steel today. Using mathematical techniques, a simplified equation of the energy equation is obtained in which a non-dimensional parameter Pe, the Peclet number, allows to evaluate the transport of the heat by convection to the transmission by diffusion occurred in the mold that contains liquid steel. Using finite differences method, the mathematical model formulated is solved numerically to visualize the cooling process of the liquid steel, from the beginning until the solidification process starts. Likewise, the numerical computations are carried out using GNU-Octave, which is a platform to the scientific programming which allowed the visualization of the results obtained in different phases of the cooling process.En el presente trabajo es desarrollado un modelo matemático que involucra las ecuaciones de la mecánica de fluidos y la ecuación de energía para determinar el campo de temperatura del acero líquido ingresando a un contenedor a solidificarse, situación comúnmente encontrada en procesos de producción de acero en la actualidad. A través de técnicas matemáticas se obtiene una expresión simplificada de la ecuación de energía donde un parámetro no dimensional , conocido como el numero de Peclet, permite determinar la relación entre el transporte del calor por convección a su transmisión por conducción en el interior del molde que contiene el acero en estado líquido. Usando el método de diferencias finitas el modelo matemático propuesto es resuelto numéricamente para visualizar el proceso de enfriamiento del acero líquido, desde el momento inicial hasta el inicio del proceso de solidificación. Asimismo, los cómputos numéricos son llevados a cabo mediante GNU-Octave, el cual es un entorno de programación para la computación científica, el cual permitió realizar la visualización de los resultados en diferentes tiempos del proceso.Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo2021-12-20info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdftext/htmlhttp://revistas.unasam.edu.pe/index.php/Aporte_Santiaguino/article/view/81410.32911/as.2021.v14.n2.814Aporte Santiaguino; Vol. 14, Núm. 2 (2021): Julio-Diciembre; pág. 227-2382616-95412070-836Xreponame:Revistas - Universidad Nacional Santiago Antunez de Mayoloinstname:Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayoloinstacron:UNASAMspahttp://revistas.unasam.edu.pe/index.php/Aporte_Santiaguino/article/view/814/963http://revistas.unasam.edu.pe/index.php/Aporte_Santiaguino/article/view/814/993http://creativecommons.org/licenses/by/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessoai:ojs.192.168.1.71:article/8142022-03-15T14:11:51Z |
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In the present work, a mathematical model is developed which involves the equations of fluid mechanics and the energy equation to determine the temperature field of the liquid steel that enters a container to solidify, a situation commonly found in production processes of steel today. Using mathematical techniques, a simplified equation of the energy equation is obtained in which a non-dimensional parameter Pe, the Peclet number, allows to evaluate the transport of the heat by convection to the transmission by diffusion occurred in the mold that contains liquid steel. Using finite differences method, the mathematical model formulated is solved numerically to visualize the cooling process of the liquid steel, from the beginning until the solidification process starts. Likewise, the numerical computations are carried out using GNU-Octave, which is a platform to the scientific programming which allowed the visualization of the results obtained in different phases of the cooling process. |
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