8 de octubre Teoría de la deshidrogenación de gases inertes

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Teoría de la deshidrogenación de gases inertes

¿En qué consiste la teoría de la deshidrogenación en gas inerte? La solubilidad del hidrógeno en el aluminio viene determinada por la presión parcial del hidrógeno en la fase gaseosa en contacto con el aluminio fundido. Cuando la presión parcial de hidrógeno en el estado de equilibrio, correspondiente al contenido de hidrógeno en el aluminio fundido, es mayor que la presión parcial de hidrógeno en el gas real en contacto con el aluminio fundido, el hidrógeno del aluminio fundido se difundirá hacia la fase gaseosa, lo que permite la eliminación del hidrógeno. Este es el principio de la eliminación de hidrógeno mediante flotación por burbujas. De acuerdo con esto, se introduce gas inerte puro en el fundido, ya que la presión parcial de hidrógeno en la burbuja de gas inerte es P’H₂ = 0, y la presión parcial de hidrógeno en el estado de equilibrio correspondiente al contenido de hidrógeno en el fundido es P_H₂ > 0, el hidrógeno del fundido se difundirá hacia las burbujas, se combinará en moléculas de hidrógeno y se expulsará del fundido junto con las burbujas.

Con el fin de eliminar la mayor cantidad posible de hidrógeno del aluminio fundido utilizando la menor cantidad posible de gas inerte, deben respetarse los siguientes principios para la deshidrogenación en línea con gas inerte:

(1) cuanto menor sea el contenido de hidrógeno y oxígeno en el gas inerte, mejor;

(2) Cuantas más burbujas se formen al inyectar el gas inerte en la masa fundida, mejor, siempre que sean más finas y estén más dispersas;

(3) Cuanto más tiempo permanezcan las burbujas en el aluminio fundido, mejor.

unidad de desgasificación

Por este motivo, la unidad de desgasificación con gas inerte utiliza principalmente boquillas giratorias de alta velocidad, y el fluido expulsado por las palas de la boquilla genera un fuerte flujo turbulento. Las burbujas expulsadas por la boquilla giratoria de alta velocidad son rociadas rápidamente por el material fundido proyectado por las palas de la boquilla y por el material fundido circundante, que se mueve a una velocidad relativamente baja cerca de la boquilla.

Una vez capturada, la burbuja se ve sometida a la tensión de cizallamiento turbulenta generada por las dos capas de fluido, y cuando esta supera la capacidad de resistencia de la burbuja, esta se rompe y se divide en dos burbujas. Las burbujas divididas son capturadas a continuación por otras capas tangenciales de líquido y pueden seguir dividiéndose en burbujas más pequeñas hasta que la tensión de cizallamiento entre las dos capas de fluido ya no sea suficiente para romperlas o hasta que las burbujas se encuentren fuera del alcance de dicha tensión de cizallamiento.

De este modo, se pueden generar burbujas más finas y uniformes que con los sistemas de un solo tubo o de varios tubos, lo que permite aumentar eficazmente la superficie específica, así como la capacidad de transferencia de masa y de difusión, al tiempo que se prolonga la vida útil del gas. El tiempo de contacto en la interfaz líquida, cuando el caudal de entrada del gas de purificación es constante, hace que la concentración de hidrógeno en las burbujas de purificación que se escapan del aluminio fundido sea mayor, y el gas de purificación se utiliza de forma eficaz, de modo que se puede obtener un excelente efecto de purificación.