Glendon siderúrgico: análise termodinâmica e modelagem matemática simplificada

• Main Author: Charles Sostenes Assuncao
• Other Authors: Geraldo Augusto Campolina Franca
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2006
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/SBPS-74MNR7

=== O Glendon Siderúrgico é um equipamento que tem como propósito aquecer o ar que é injetado no interior do alto-forno a temperaturas requeridas pelo processo de redução do minério de ferro. O alto-forno 2 da V&M do Brasil possui um sistema de aquecimento de ar de sopro composto de três Glendons. Neste trabalho foi realizada uma análise termodinâmica do Glendon 2 e desenvolvido um modelo matemático simplificado que simula o comportamento térmico do Glendon. A partir da análise termodinâmica, a eficiência energética e a efetividade do Glendon como um trocador de calor foram calculadas, sendo iguais a 58% e 71%, respectivamente. Foi simulado o isolamento térmico da tubulação de entrada dos Glendons utilizando quatro materiais em diversas espessuras, sendo que para uma camada de fibra cerâmica de 0,1016 m (4) a perda térmica na tubulação de entrada do Glendon seria reduzida dos atuais 50ºC para 1,5ºC.Este aumento de temperatura do ar de sopro na entrada do Glendon significa um aumento de temperatura de 14 ºC na saída do Glendon. O modelo matemático foi desenvolvido a partir da divisão da zona de troca térmica do Glendon em 36 volumes de controle isotérmicos. Nestes volumes de controle foram aplicadas as equações de balanço de energia e de transferência de calor. O modelo matemático mostrou que de toda a energia trocada entre os gases da combustão e o ar de sopro, 11% é trocada por radiação, sendo que destes, 56% é trocada nos cinco primeiros volumes de controle. Por outro lado, 89% de toda energia é trocada por convecção, e a convecção está presente mais significativamente ao longo de todo o Glendon. Devido à importância da transferência por convecção no Glendon, foi simulado um aumento da velocidade dos gases da combustão no primeiro volume de controle. O aumento de 10% na velocidade dos gases da combustão gera um acréscimo de 18ºC na temperatura do ar de sopro na saída do Glendon, o que sugere que o aumento da transferência de calor por convecção é uma alternativa viável para o aumento da eficiência energética do Glendon.