Modélisation transitoire des dynamiques thermohydrauliques lors du refroidissement à l'eau de grands blocs d'acier

Cette étude examine l'impact de divers paramètres dans un bain de trempe sur l'efficacité du processus de refroidissement rapide des blocs d'acier de plus de 28 tonnes. Le phénomène des non-uniformités de refroidissement observé lors des opérations de refroidissement pose un défi significatif. Pour aborder ce problème, la modélisation numérique par la CFD (Computational Fluid Dynamics) a été appliquée. Un modèle numérique a été développé pour prédire le processus de refroidissement rapide, s'avérant être un outil utile pour les analyses paramétriques. La méthodologie repose sur la création d'un modèle thermohydraulique transitoire, prenant en compte le système d'agitation par pompe ainsi que le changement de phase liquide-vapeur de l'eau. Ce modèle résout le système hydrodynamique turbulent tout en intégrant l'évaporation de l'eau en contact avec la surface chauffée. La calibration du modèle a été effectuée à partir des températures mesurées de l'eau et de la pièce dans le bain de refroidissement lors de son fonctionnement réel. Par la suite, une analyse paramétrique a été conduite pour quantifier l'effet du rapport entre la quantité d'eau dans le bain et la masse du bloc d'acier. Cette analyse visait à déterminer l'impact du volume d'eau sur l'agitation globale et la vitesse de refroidissement. Les résultats préliminaires indiquent que l'ajout d'eau entraîne une diminution de l'agitation, ce qui a conduit à un refroidissement moins accéléré que prévu.