Estudo Numérico de Um Forno de Laminação

Páginas: 105 (26056 palavras) Publicado: 10 de julho de 2013
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA

Simulação numérica de um forno de reaquecimento

JOSÉ CLAUDINO DE LIRA JÚNIOR

Orientador: Fábio de Santana Magnani
Co-orientador: Jorge Recarte Henriquez Guerrero

Dissertação submetida à Universidade Federal de Pernambuco para obtenção do grau de

Mestre em Engenharia Mecânica.

RECIFE, DEZEMBRO DE2007.

L768s

Lira Junior, José Claudino de.
Simulação numérica de um forno de reaquecimento / José Claudino
de lira Junior. – Recife: O Autor, 2007.
xi, 83 folhas, il : figs., tabs.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Pernambuco.
CTG. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, 2007.
Inclui bibliografia e Anexo.
1. Engenharia Mecânica. 2. Fornos Industriais.3.Simulação
Numérica - Fornos I. Título.
UFPE
621

CDD (22. ed.)

BCTG/2008-032

ii
DEDICATÓRIA

A minha mãe Zezé (in memoriam)

iii

AGRADECIMENTOS
A minha esposa Francisca Lira e meus filhos Jéssica Lira e Mateus Lira pelo
incentivo, dedicação e paciência. A minha família em especial a tia Penha (in
memoriam) e meus irmãos Antônio, Claudia, e Goretti, pelo carinho e incentivo. Aomeu amigo de sempre Mário César, pelo apoio e parceria na nossa luta diária. Aos meus
orientadores Fábio Magnani e Jorge Henriques pelos ensinamentos, dedicação e
principalmente pela amizade. À Gerdau Açonorte nas pessoas de Arnaldo, Carlos
Mineiro, Hugo Leonardo, Sergio Ramos, e em especial a Hugo Lopes que graças a seu
apoio, dedicação e confiança possibilitaram a realização deste trabalho.Aos
companheiros João Luis, Lawrence e Felipe Damásio da Gerdau Cearense, pelas
informações fornecidas durante a pesquisa. Aos professores do GET Ana Rosa,
Charamba, Ricardo em especial para Rita Lima por ter me encorajado no momento a
ingressar como aluno deste programa. Ao professores Adrian Bejan, Severino Urtiga e
em especial para Fernando Lima pelo incentivo e amizade. Aos professores efuncionários do DEMEC/UFPE pelo convívio. À Eliane, pela amizade e orientação nas
questões administrativas. Aos meus parceiros de estudo Ângelo, Cláudio Bueno, e
principalmente Renata Nunes pelo apoio nos momentos difíceis. A meus companheiros
Fábio Poroca, Douglas, Nadilson, José Junio, Sandro Luciano, Talles, Hélder, Mario,
Luis Carlos, Silvana e Eduardo. À Vórtice Engenharia nas pessoas deLuiza, Juarez,
Eduardo, André Lins, Paulo Carvalho, Paulo Rogério, Mauro Roberto e em especial a
Péricles, Leonardo e André Gonçalves pela ajuda na elaboração dos desenhos. A
Luciano da LS Automação, Ricardo Guedes da COPERGAS e Almir Siqueira da Penta
Engenharia pelo convívio e apoio.

.

iv
RESUMO

Este trabalho tem como objetivo apresentar um modelo computacional para um
forno deaquecimento de tarugos. O modelo permitiu a variação das condições
operacionais da chama e consequentemente o perfil de aquecimento das peças. O
modelo foi elaborado utilizando o método dos volumes finitos para um sistema
tridimensional, transiente e móvel. O forno objeto desse estudo tem capacidade de 60
toneladas, funciona em regime contínuo e utiliza gás natural no processo de
combustão. Omodelo calcula a distribuição de temperatura da carga e da chama de
forma acoplada. Os resultados apresentados auxiliaram na validação e ajuste às
condições reais de operação. Foram realizados vários estudos paramétricos a fim de
investigar a influência das variáveis na operação do forno.
Palavras-chave: Fornos Industriais, Simulação Numérica, Transferência de Calor.

v
ABSTRACT

The aimof this work is to present a computational model for the simulation of an
industrial furnace used for steel billet reheating. The model allows to vary the
operational conditions of the furnace thus consequentially the heating profile of the
billets. The model was developed using the Finite Volumes Method for a 3D transient
moving system. Both the billet and flame temperature distributions...
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