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Abstract
Los ánodos verdes son un compuesto heterogéneo que contiene coque de petróleo, alquitrán y cabos, después de ser cocidos a alta temperatura; se utilizan en el proceso Hall-Heroult para obtener el aluminio. En el presente trabajo, se realizan simulaciones numéricas para el enfriamiento de probetas de ánodos verdes por convección natural, donde cada probeta se sumerge en una masa de agua contenida en un recipiente de vidrio aislado térmicamente. Se empleó el código COMSOL que aplica el método de elementos finitos. Los dominios computacionales fueron mallados con celdas triangulares y se refinados en las regiones críticas. Las ecuaciones de la masa, de la cantidad de movimiento y de la energía se emplearon para obtener la solución del sistema multifísico. Las soluciones numéricas de perfiles de temperatura se obtuvieron en función del tiempo desde el estado inicial hasta el final, para diferentes valores constantes de calores específicos, y las temperaturas obtenidas en el estado final fueron comparadas con las temperaturas de equilibrio experimentales del trabajo de Tolentino, donde los errores porcentuales están en el rango de 0.67-0.91 por ciento. Otras simulaciones numéricas se llevaron a cabo con una ecuación lineal empírica con el calor específico en función de la temperatura, las cuales arrojaron resultados de errores porcentuales en el rango de 0.05-0.91 por ciento. Además, se simuló para el campo de temperatura en estado transitorio, donde se muestra el movimiento de la masa de agua por convección natural. Se concluye que los resultados numéricos obtenidos con el calor específico en función de la temperatura están más ajustados a los datos experimentales.