Desenvolvimento de um sistema híbrido de resfriamento por spray de água e convecção forçada para aplicação industrial

Abstract

Motivado pela crescente necessidade de se reduzir os desperdícios durante a cadeia produtiva, este artigo tem o objetivo de analisar a utilização do método de resfriamento por spray de água em conjunto com a convecção forçada, como solução para redução do tempo de resfriamento de peças após o processo de revenimento. Atualmente o método mais utilizado é a convecção forçada, porém, há dificuldade na obtenção de escoamentos em altíssimas velocidades, e consequentemente valores elevados de fluxo térmico, junta-se isto ao fato de que para o revenimento de peças de aço são utilizadas temperaturas acima dos 100ºC, possibilitando a utilização do resfriamento por spray de água com uso de aspersão de água, método que fornece valores muito elevados de fluxo térmico. Neste artigo analisou-se um sistema 100% convectivo utilizado em uma linha de produção industrial em comparação com um sistema que intercala as duas técnicas. Os resultados obtidos mostram um superdimensionamento do sistema atual, subutilizando a capacidade produtiva da linha de produção em cerca de 39%, além de evidenciar a eficiência da utilização da convecção forçada em conjunto com o resfriamento por spray de água, o qual gera valores 115% melhores do que os utilizados atualmente, acarretando redução tanto de custos como de desperdícios e também otimizando o espaço fabril.

Motivated by the growing necessity of waste reduction in the production chain, this article is going to analyze the use of the evaporative cooling method together with forced convection as a solution to reduce the cooling time for components after the tempering process. Currently the most used method is forced convection, however, there is difficulty in obtaining flows at very high speeds, and consequently high values of thermal flow, in addition to the fact that the tempering temperature for steels is above above 100ºC, which enables the use of evaporative cooling with water spraying, a method that provides very high values of thermal flow. In this article, a 100% convective system used in an industrial production line was analyzed in comparison with a system that combines the two techniques. The results obtained show an oversizing of the current system, underutilizing the productive capacity of the production line by around 39%, and emphasizing the efficiency of using forced convection in conjunction with evaporative cooling, which generates values around 115% better than those currently used, resulting in a reduction in both costs and waste and optimizing the manufacturing space.