WWW.BOOK.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные ресурсы
 
s

«Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». 2011. № 1 (7). Додаток The mathematical ...»

Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут»

Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». 2011. № 1 (7). Додаток

The mathematical formulation of the problem of the aluminium electrolyzer thermal condition at hearth flame

kilning presented by the non-stationary equation of heat conductivity with internal heat sources and also a technique of the computational solution of this equation based on a finite elements method were submited. The numerical model of electrolyzer С-175 for which temperature fields of hearth at flame kilning were defined by the developed procedure was engineered. It was shown that numerical computation results are in satisfactory fit with experimental data. It was recommended to use the developed technique for hearth’s temperature fields forecasting for projecting of science-based regulations of the electrolyzers with fired anodes of various capacity flame kilning.

Keywords: aluminium electrolyzer, hearth, kilning, temperature field, heating rate, heat, numerical model.

Поступила в редакцию 20 мая 2011 года УДК 536.2 ПАНОВ Е. Н., д.т.н., проф., КАРВАЦКИЙ А. Я., д.т.н., проф., ШИЛОВИЧ И. Л., к.т.н., доц., ЛЕЛЕКА С. В., н.с, ПУЛИНЕЦ И. В., асп., ЛАЗАРЕВ Т. В., асп.

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт»

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЖИГА УГЛЕГРАФИТОВЫХ

ЗАГОТОВОК С использованием экспериментальных данных и численного моделирования камеры обжиговой печи разработана модернизированная конструкция печи, позволяющая существенно уменьшить неравномерность температурного поля по заготовкам. Разработана упрощенная методика для прогноза технологических параметров передела обжига «зелених» заготовок в зависимости от графика изменения температуры дымовых газов под сводом печи.

Ключевые слова: обжиговая печь, «зеленая» заготовка, математическая модель, численное моделирование, температурное поле, модернизированная конструкция.

Постановка задачи Обжиг является одной из важнейших технологических операций, в процессе которого происходит формирование физических свойств углеграфитовых материалов различного назначения. Обожженные материалы становятся устойчивыми к механическим воздействиям, увеличивается их теплопроводность, электропроводность и термоустойчивость, благодаря которым углеродные материалы получили широкое применение в различных отраслях промышленности [1].

В мировой практике производства обожженной электродной продукции наиболее распространенны многокамерные закрытые печи типа Ридгаммера. За многие годы эксплуатации они претерпели значительные конструктивные изменения, направленные в основном на уменьшение выхода бракованных изделий [2].

Основными причинами выхода бракованных изделий являются: низкое качество наполнителя и связующего; выход некачественных заготовок на переделе прессования; нарушение технологических режимов при обжиге по скорости нагрева заготовок в интервале температур интенсивного газовыделения, по уровню максимальных температур и неравномерности температурного поля в объеме заготовок. Поэтому задачи получения заданного качества углеграфитовых заготовок при их обжиге являются актуальными.

Целью исследования является повышение тепловых и энергетических показателей процесса обжига электродных заготовок в многокамерных печах, за счет разработки новых методов усовершенствования технологического регламента и конструкции действующих печей.





Экспериментальные исследования Задачи экспериментальных исследований термического режима обжига «зеленых» заготовок в © Панов Е. Н., Карвацкий А. Я., Шилович И.Л., Лелека С.В., Пулинец И. В., Лазарев Т. В., 2011.

Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут»

Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». 2011. 1 (7).

Додаток многокамерных печах:

определение уровня температур в заготовках и газовых каналах на протяжении всего процесса;

оценка скоростей роста минимальной, максимальной и среднеобъемной температур в заготовках;

определение перепада температур в заготовках и по камере в целом;

сопоставление уровней температур под сводом с достигаемыми температурами в пересыпке и заготовках;

анализ теплового состояния процесса обжига в целом.

Данные натурных экспериментов также используются для проверки численной модели теплового состояния и газодинамики камеры обжиговой печи и задания граничных условий при выполнении тепловых расчетов.

–  –  –

где ef – эффективный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К); Toc – температура окружающей среды, К.

Методика численного решения задачи (1–7) основывается на методе конечных объемов [4,5].

Численное моделирование теплового состояния обжиговой печи С помощью разработанной численной модели газодинамики и теплового состояния многокамерной печи проведен численный анализ действующей конструкции камеры обжиговой печи. Результаты сопоставления численного эксперимента по среднему уровню температур в заготовках с данными натурного эксперимента представлены на рис. 1.

Результаты расчетов полей температур в заготовках (рис. 1) согласуются с экспериментальными данными, что обосновывает применение разработанной численной модели теплообмена и газодинамики камеры обжиговой печи с целью отработки рациональных технических решений и соответствующих температурных регламентов ведения процесса обжига в многокамерных печах.

На основании проведенного анализа экспериментальных данных и результатов численного моделирования теплового состояния действующей конструкции обжиговой печи разработаны комплексные технические решения по ее модернизации, включающие в себя измененную схему загрузки заготовок, геометрию свода и муфельных каналов.

Сопоставление данных численного анализа теплового состояния действующей и модернизированной конструкций печи приведены на рис. 2.

Анализ полученных данных показывает, что предложенная комплексная модернизация позволяет существенно уменьшить неравномерность температурного поля по заготовкам и, следовательно, положительно повлиять на качество конечного продукта – углеграфитовой электродной продукции.

Поэтому основным источником энергосбережения при обжиге прессованных заготовок в многокамерных печах является уменьшение бракованных изделий на выходе из печи.

Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут»

Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». 2011. 1 (7). Додаток Упрощенная методика прогноза технологических параметров передела обжига зеленых заготовок Особенно важными данными при разработке рациональных регламентов обжига зеленых заготовок в многокамерных печах являются данные о прогнозе значений температур заготовок с учетом фазы их интенсивного газовыделения в зависимости от наперед заданного графика изменения во времени температуры дымовых газов под сводом, загрузки камеры, скорости угара пересыпки и заготовок и т.д.

Эти данные можно получить из результатов математического моделирования процесса обжига с помощью разработанных численных моделей. Однако такой путь является достаточно сложным для применения на промышленных предприятиях. Поэтому представляет значительный практический интерес разработка упрощенной методики, которая основывается на данных, полученных из натурного и численного экспериментов, выполненных однократно для конкретной конструкции печи.

–  –  –

Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут»

Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». 2011. № 1 (7). Додаток

–  –  –

а б а – по общей загрузке; б – по заготовкам Рис. 3 – Результаты прогноза режимных параметров обжига заготовок в многокамерной печи Выводы Предложенная комплексная модернизация позволяет существенно уменьшить неравномерность температурного поля по заготовкам и, следовательно, положительно повлиять на качество конечного продукта – углеграфитовой электродной продукции.

Разработана и внедрена в производство комплексная расчетно-экспериментальная методика, использующаяся для разработки рациональных режимов эксплуатации печного оборудования и оценки эффективности технических решений по энергосбережению в электродном производстве.

Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут»

Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». 2011. 1 (7). Додаток Список использованной литературы

1. Санников А.К., Сомов А.Б., Ключников В.В. и др. Производство электродной продукции/ А.К. Санников – М. : Металлургия, 1985. – 128с.

2. Чалых Е. Ф. Оборудование электродных заводов / Е. Ф. Чалых. – М. : Металлургия, 1990 – 238 с.

3. Wilcox D. C. Reassessment of the scale-determining equation for advanced turbulence models / D. C.

Wilcox // AIAA Journal. –1988. – Vol. 26, No. 11. – P. 1299–1310.

4. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости / Патанкар С. ;

пер. с англ. В. Д. Виленского. — М. : Энергоатомиздат, 1984. — 153 с.

5. Панов Є. М., Карвацький А. Я., Шилович І. Л., Лелека С.В., Пулінець І.В. Математичне моделювання складного теплообміну повітряних регенераторів [Текст] : монографія. – К. : НТУУ «КПІ», 2011. – 103 c.

The revised construction of kiln is developed with use of the experimental data and numerical simulation of chamber of calcining kiln, which makes it possible to decrease irregularity of temperature field in material blanks. The simplified method is developed for prediction of process variables redistribution of roasting «green»

blanks depending of the characteristic curve of temperature of flue gases under the furnace roof.

Keywords: calcining kiln, «green» blank, mathematical model, numerical simulation, temperature field, revised construction.

–  –  –

УДК 669.2.02/.09 ЕРШОВ В. А.1, к.т.н., доц., БОГДАНОВ Ю. В.1, к.т.н., докторант, МЕХНИН А. О.2, менеджер, КОНДРАТЬЕВ В. В.3, к.т.н., нач.отд. инновационных технологий Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, г. Иркутск ОАО «Кандалакшский алюминиевый завод», г. Кандалакша Физико-технический институт Национального исследовательского Иркутского государственного технического университета, г. Иркутск

ТЕХНИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ

С САМООБЖИГАЮЩИМСЯ АНОДОМ И БОКОВЫМ

ТОКОПОДВОДОМ В РЕЖИМЕ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДАЧИ

ГЛИНОЗЕМА Приведены результаты исследований технической и экологической эффективности внедрения автоматизированной подачи глинозема (АПГ) на электролизерах Содерберга с боковым токоподводом. Разработаны технические решения по оптимизации технологических параметров работы электролизеров Содерберга с боковым токоподводом в режиме АПГ.

Ключевые слова: автоматическая подача глинозема, электролизер, электролит, боковой токоподвод. боковой подвод тока.

Постановка задачи Разработанный для электролизеров с обожженными анодами способ автоматической подачи глинозема, полностью оправдал надежды разработчиков: возможность оперативного управления концентрацией глинозема в электролите с поддерживанием ее в заданных оптимальных пределах привела к стабилизации энергетического режима электролизеров, состава электролита, формы рабочего пространства, снижению выбросов и, как следствие, повышению экологических и технико-экономических показателей.

Применение данного способа на электролизерах Содерберга имеет ряд проблем, вызывающих труд © Ершов В. А., Богданов Ю. В., Мехнин А. О., Кондратьев В. В., 2011.


Похожие работы:

«1.Пояснительная записка Рабочая программа составлена на основе требований: 1. Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования (Приказ Минобрнауки РФ № 1897 от 17.12.2010 "Об утверждении федерально...»

«№ 605 606 1 24 августа 2014 Мигранты глазами москвичей * Над темой номера работали Жанна Дмитрий ЗАЙОНЧКОВСКАЯ[1] ПОЛЕТАЕВ[2] Юлия Ксения ФЛОРИНСКАЯ[3] ДОРОНИНА[4] Миграция в мегаполисе Москва наиболее притягательны...»

«ИЗВЕСТИЯ Т О М С К О Г О О Р Д Е Н А Т Р У Д О В О Г О K P A C H O fjO З Н А М Е Н И П О Л И Т Е Х Н И Ч Е С К О Г О И Н С Т И Т У Т А и м ен и С. М. К И Р О В А Том 86 ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ БЕЗ ПРОВОДОВ К ПАССИВНОМУ ПЕРЕИЗЛУЧАТЕЛЮ И. Н. ЖУКОВ ( П р е д с т а й л е н о п р о ф е с с о р о м д о к т о р о м ф и з.-м а т. н а у к К...»

«УДК 681.3:622.276.1/.4 О МЕТОДИКЕ ГРУППИРОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН С ГАЗОПРОЯВЛЕНИЕМ ПО ИХ ПОТЕНЦИАЛЬНЫМ ВОЗМОЖНОСТЯМ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПА ПАРЕТО Агаев В.С. ГНКАР, Научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа ilkinx@mail.ru Известно, что проводимые на нефтяных промыслах мероприятия по регулированию режимов добывающих скважин...»

«2011, № 6(15) Содержание К читателям........................................................ 3 Цитата номера..................................................... 5 Тема номера К.С. Шаров Музыка пос...»

«Столовые приборы из кукурузного крахмала Цена Цена Наименование КОРОБ УПАКОВК КАМИ АМИ Ложка (молочный цвет) 2,38 р. 2,74 р. Размер: 150 мм Арт. SP001 Ложка (молочный цвет) 2,90 р. 3,34 р. Размер: 160 мм Арт. SP004 Вилка (молочный цвет) 2,90 р. 3,34 р. Размер: 176 мм Арт. SP002 Нож (молочный цвет) 3,20 р. 3,68 р. Размер: 186 мм А...»

«А. А. Ивлева, М. Н. Иванов ФГБОУ ВО "Сибирский государственный университет водного транспорта" (г. Новосибирск, Россия) Д. П. Антипин, В. М. Антонова БУ ВО ХМАО-Югры "Сургутски...»

«ЭФИР ТЕСЛА, ВАКУУМ ЭЙНШТЕЙНА И ТЕОРИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ВАКУУМА Г.И. Шипов, академик РАЕН, http://shipov-vacuum.com Введение Когда 31.12.1982 г. я был уволен из МГУ за чтение лекций, в которых развивались теоретические подходы для решения первой (геометризация уравнений электродинамики) [1] и второй...»

«R Air Conditioner AY-XP7FR AY-XP9FR AY-XP12FR SPLIT TYPE ENGLISH ESPAOL FRANAIS ENGLISH ROOM AIR CONDITIONER OPERATION MANUAL CLIMATISEUR INDIVIDUEL EN DEUX PARTIES MODE D’EMPLOI ACONDICIONADOR DE AIRE DE DOBLE SERVICIO MANUAL DE INSTRUCCIONES CONDIZIONATORE D’ARIA HECCRBQ PORTUGUS ITALIANO DA CAMERA TIPO SPLIT • Uses ozone layer frien...»

«АЭРОГРИЛЬ (Конвекционная печь) Модель: AGE12141 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Внимательно прочитайте руководство перед эксплуатацией и сохраните его для дальнейшего бережного использования аэрогриля. СОДЕРЖАНИЕ...»










 
2017 www.book.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.