MODELADO DE INTERFASES DE SOLIDIFICACIÓN Y SU INTERACCIÓN CON PARTÍCULAS DE DIFERENTES FORMAS Y CONDUCTIVIDADES

ELIANA M. AGALIOTIS; MARIO R. ROSENBERGER; ALICIA E. ARES; CARLOS E. SCHVEZOV

Concepción del Uruguay

Encuentro; 3er ENCUENTRO DE JÓVENES INVESTIGADORES EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE MATERIALES; 2010

Una partícula en el seno de un fluido que está solidificando produce modificaciones en la forma de lainterfase de solidificación, cuando ésta se aproxima a la misma. Por este hecho, la partícula puedeser atrapada por la interfase antes de lo predicho por los modelos simples, en los cuales no secontemplan la deformación de la interfase. La deformación de la interfase en las cercanías de lapartícula es modelada y simulada. Se estudió la forma de la interfase en función de la forma de lapartícula y de las propiedades térmicas de la partícula, el fluido y el sólido. Se consideraron tresformas de partícula diferentes: esférica, cilíndrica y semiesférica con la parte plana hacia lainterfase.Para la simulación se empleó un modelo de simetría axial. El campo térmico es resuelto empleando elmétodo de elementos finitos.Los resultados indican que cuando la partícula es aislante, con respecto al fluido, se generaninterfases convexas, cuando son conductoras se producen interfases cóncavas y cuando tienen igualconductividad térmica las interfases resultan planas, independientemente de la forma de la partícula.Combinando esos resultados con la forma de la partícula se observa que en el caso de la partículaconductora, tanto esférica como cilíndrica, la interfase toca a la misma en el centro, en cambio en lapartícula conductora semiesférica la interfase toca a la partícula en los bordes de la cara plana, portal motivo el atrapado se produce con la presencia de material líquido en el centro yconsecuentemente a una mayor distancia que en el caso de la partícula esférica. En cambio cuando lapartícula es aislante el atrapado se produce a separaciones de interfase-partícula equivalentes.