Possibilities of 3D Model Application in the Process of Aluminium Refining in the Unit With Rotary Impeller

• Autorzy: Merder T. , Saternus M. , Warzecha P.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0134

Warianty tytułu

PL

Możliwość zastosowania modelowania 3D do procesu rafinacji aluminium w reaktorze z rotorem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Both primary and secondary aluminium have to be refined, especially by barbotage process. To know better the mechanism of blowing argon through aluminium in reactors with rotary impellers, numerical modelling is applied. It allows to obtain useful information like: the level of velocity field or participation of gaseous phase. However, numerical analysis requires choosing the proper model which would describe the physical phenomena occurring in the process. So, AnsysFluent code was used in the research. It allows to calculate the two-phase liquid flow for the 2D and 3D co-ordinate systems. Results of calculations for the 3D case can describe more accurately the spatial picture of the movement trajectory of the blown gas bubbles. Calculations were done for the flow rate of refining gas equal 5 dm³ /min and for two cases: when there was no rotation and with 300 rpm rotary impeller speed.

PL

Zarówno aluminium pierwotne, jak i wtórne musi zostać poddane rafinacji, np. poprzez barbotaż. W celu poznania mechanizmu przedmuchiwania aluminium argonem w reaktorach z rotorami stosuje się modelowanie numeryczne. Pozwala ono uzyskać takie informacje jak; określenie pól prędkości czy udziału fazy gazowej. Modelowanie matematyczne wymaga jednakże odpowiedniego modelu określającego warunki fizyczne panujące w procesie. Tak więc, do obliczeń zastosowano kod AnsysFluent, który pozwala na obliczenia przepływów dwufazowych dla dwu- (2D) i trójwymiarowego układu współrzędnych (3D). Wyniki obliczeń dla układu 3D mogą bardziej dokładnie opisać trajektorie ruchu wdmuchiwanych pęcherzyków gazowych. Obliczenia przeprowadzono dla natężenia gazu 5 dm³ /min przy braku rotacji oraz przy prędkości obrotowej 300 obr/min.

Słowa kluczowe

EN

aluminium; refining; numerical modelling

PL

aluminium; rafinacja; modelowanie numeryczne

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 2
• Strony: 789--794
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Merder T.

• Silesian University of Technology, 8 Krasińskiego Str., 40-019 Katowice, Poland

autor

Saternus M.

• Silesian University of Technology, 8 Krasińskiego Str., 40-019 Katowice, Poland

autor

Warzecha P.

• Czestochowa University of Technology, 19 Armii Krajowej Str., 42-200 Częstochowa, Poland

Bibliografia

• [1] M. Saternus, J. Botor, Metalurgia 48, 3, 175-179 (2004).
• [2] M. Saternus, J. Botor, Archives of Metallurgy and Materials 55, 2, 463-475 (2010).
• [3] X.-G. Chen, F.-J. Klinkenberg, S. Engler, Light metals, TMS, 1215-1222 (1995).
• [4] M. Saternus, T. Merder, P. Warzecha, Solid State Phenomena 176, 1-10 (2011).
• [5] L. Sowa, A. Bokota, Archives of Metallurgy and Materials 56, 2, 359-366 (2011).
• [6] A. Fornalczyk, S. Golak, M. Saternus, Mathematical Prob. in Engineering, Article ID 461085, doi:10.1155/2013/461085 (2013).
• [7] K. Laber, H . Dyja, M. Kwapisz, Archives of Metallurgy and Materials 56, 2, 385-392 (2011).
• [8] A. Smalcerz, R. Przyłucki, Metalurgija 52, 2, 223-226 (2013).
• [9] B. Panic, Metalurgija 52, 2, 177-180 (2013).
• [10] F. Kerdouss, P. Proulx, J. F. Bilodesu, S. Vaudreuil, Light Metals TMS, 793-798 (2004).
• [11] M. Warzecha, J. Jowsa, S. Garncarek, T. Merder, Iron and Steel Technology 1, 11, 87-91 (2004).
• [12] R. Grybos, Podstawy mechaniki płynów - cz. II, PWN, Warszawa 1998.
• [13] J. F. Wendt, Computational fluid dynamics, Springer-Verlag, Germany 1996.
• [14] B. E. Launder, D. B. Spalding, Lectures in Mathematical Models of Turbulence, Academic Press, London 1972.
• [15] M. Warzecha, Materials Science Forum 706-709, 1556-1561 (2012).
• [16] S. Golak, R. Zagorski, Metalurgija 52, 2, 215-218 (2013).
• [17] A. Smalcerz, Archives of Metallurgy and Materials 58, 1, 203-209 (2013).
• [18] ANSYS Fluent, User’s guide, version 13.0, Fluent Inc. 2013.