Detection of particulate matter thinly dispersed in a fluid medium with the aid of the difference in electrical conductivity between the pure fluid and the particles has been practiced at least since the last 50 to 60 years. The first such instruments were employed to measure cell counts in samples of biological fluid. Following a detailed study of the physics and principles operating within the device, called the Electric Sensing Zone (ESZ) principle, a new device called the Liquid Metal Cleanliness Analyzer (LiMCA) was invented which could measure and count particles of inclusions in molten metal. It provided a fast and fairly accurate tool to make online measurement of the quality of steel during refining and casting operations. On similar lines of development as the LiMCA, a water analogue of the device called, the Aqueous Particle Sensor (APS) was developed for physical modeling experiments of metal refining operations involving water models. The APS can detect and measure simulated particles of inclusions added to the working fluid (water). The present study involves the designing, building and final application of a new and improved APS in water modeling experiments to study inclusion behavior in a tundish operation. The custom built instrument shows superior performance and applicability in experiments involving physical modeling of metal refining operations, compared to its commercial counterparts. In addition to higher accuracy and range of operating parameters, its capability to take real-time experimental data for extended periods of time helps to reduce the total number of experiments required to reach a result, and makes it suitable for analyzing temporal changes occurring in unsteady systems. With the modern impetus on the quality of the final product of metallurgical operations, the new APS can prove to be an indispensable research tool to study and put forward innovative design and parametric changes in industrially practised metallurgical operat / La détection de particules finement dispersées dans un fluide à l'aide de la différence de conductivité entre le liquide pur et les particules est pratiquée depuis environ 50 à 60 ans. Le premier instrument utilisant cette technique fut employé pour mesurer le nombre de cellules dans des échantillons de fluide biologique. Suivant une étude détaillée de la physique et du principe d'opération de l'appareil appelé zone de détection électrique (Electric Sensing Zone -- ESZ), un nouvel appareil, baptisé analyseur liquide de propreté en métal (Liquid Metal Cleanliness Analyzer -- LiMCA), pouvant mesurer le nombre de particules d'inclusion dans les métaux en fusion fut inventé. Cet instrument constituait un outil rapide et précis pour faire des mesures en ligne de la qualité de l'acier au cours du raffinage et de l'opération de coulée. Dans la même lignée de développement que le LiMCA, un outil analogue, spécifique à l'eau, appelé senseur de particules aqueuses (Aqueous Particle Sensor -- APS) fut développé pour la modélisation physique des expériences reliées aux opérations de raffinages des métaux impliquant des modèles aqueux. L'APS peut détecter et mesurer les particules d'inclusions simulées ajoutées au fluide (l'eau). Cette recherche comprend la conception, la réalisation ainsi que l'application finale d'un APS (dans l'eau) nouveau et amélioré appliqué aux expériences de modélisation afin d'étudier le comportement de l'inclusion dans une opération de répartiteur. L'instrument bâti sur mesure démontre une performance supérieure, comparé à ses équivalents commerciaux, applicable dans des expérimentations comprenant de la modélisation physique des opérations de raffinage de métaux. En plus d'une précision accrue et d'un plus grand éventail de paramètres d'opérations, sa capacité de traiter des données expérimentales en temps réel pour de longues périodes rend l'outil en question plus appropriée p
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.95253 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Chakraborty, Abhishek |
| Contributors | Mihaiela Isac (Internal/Cosupervisor2), Roderick I L Guthrie (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Engineering (Department of Mining and Materials) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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