Análise numérica da transferência de calor e das tensões em cadinhos

Abstract

Para garantir boa qualidade à liga de alumínio, que passará por processos de fabricação, é necessário realizar a purificação do metal. Este processo é realizado num dispositivo denominado de cadinho, que contém um elemento filtrante (um meio poroso). O dispositivo e o elemento filtrante devem ser aquecidos para evitar a solidificação do alumínio ao passar por esse sistema. Cadinhos podem apresentar trincas prematuras, interrompendo a produção e elevando os custos. Neste trabalho, é realizado uma análise numérica da transferência de calor e das tensões pelo método dos elementos finitos sobre os cadinhos utilizados nas etapas de filtragem do metal. Realizou-se simulações em três dimensões em regime permanente de transmissão de calor e em duas dimensões em regime transiente análogo a choques térmicos. O material utilizado nas simulações foi modelado como elástico ideal, com suas propriedades sendo independentes da temperatura. Os resultados mostraram que a temperatura dos gases de combustão ao redor do cadinho, a dimensão, e a posição e rigidez dos apoios estão relacionados com a tensão em locais específicos, podendo tornar o cadinho mais propício à falha.