Математическое моделирование и практическое применение установки для электромагнитной обработки каменноугольной смолы в потоке

• Автор: Семенов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Оглавление
Введение
ГЛАВА 1. Технологические процессы металлургического производства с использованием бегущего магнитного поля

1.1. Магнитная обработка воды

1.2. Повышение эффективности технологических процессов с помощью бегущего магнитного поля
1.3. Способы ускорения обезвоживания каменноугольной смолы коксохимического производства

1.4. Методы моделирования магнитного поля в индукционных электрических машинах

1.5. Способы описания тепловых процессов в технологических установках

1.6. Выводы по главе. Постановка задачи

ГЛАВА 2. Математические модели теплового и бегущего магнитного поля в устройствах с цилиндрической симметрией

2.1. Конечно-разностный подход

2.2. Многослойная аналитическая модель
2.3. Моделирование тепловых процессов
2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. Результаты экспериментальных исследований обезвоживания смолы с помощью бегущего магнитного поля в условиях коксохимического производства АО НТМК
3.1. Результаты экспериментальных исследований по обезвоживанию смолы
3.2. Характеристика устройства электромагнитного воздействия на смолу
3.3. Выводы по главе
ГЛАВА 4. Анализ электромагнитных характеристик ЦЛАД, воздействия бегущего магнитного поля на процесс обезвоживания каменноугольной смолы
4.1. Электромагнитные характеристики ЦЛАД
4.2. Оценка вольтамперной характеристики ЦЛАД
4.3. Конечно-разностный анализ тепловой работы ЦЛАД при обезвоживании каменноугольной смолы
4.4. Механизм ускорения осаждения фусов при ЭМВ на каменноугольную смолу
4.5. Влияние изменений параметров ЦЛАД на процесс электромагнитной обработки каменноугольной смолы
4.6. Оценка влияния на «свободный углерод» сил электромагнитного поля в сравнении с электродинамическими силами
4.7. Программные средства
4.7.1. Выбор системы программирования
4.7.2. Основные особенности предпроцессора и постпроцессора..!
4.8. Выводы по главе
Выводы по диссертации
Список использованных источников
Приложения

Введение
На сегодняшний день существует большой ряд линейных индукционных машин (ЛИМ), выполняющих различные задачи в технологических процессах промышленных предприятий. Кроме плоских ЛИМ существуют цилиндрические линейные машины, например, цилиндрический линейный асинхронный двигатель (ЦЛАД).
Такого рода двигатели могут широко использоваться для перемещения длинных цилиндрических изделий. Их преимущество в том, что отсутствуют вращающиеся детали в двигательной части, нет каких-либо передаточных механизмов, т.е. само перемещаемое изделие служит вторичным элементом в этом двигателе. Здесь нужно отметить, что это имеет смысл именно для цилиндрических перемещаемых изделий (например, труб), т.к. если трубу перемещать при помощи плоского ЛАД, то магнитное поле будет взаимодействовать только с нижней частью трубы. Внутри же ЦЛАД поле имеет такую же цилиндрическую форму, что и деталь и, следовательно, будет действовать на нее более эффективно - по всему периметру. Цилиндрические электромагнитные устройства применяются в разного рода импульсных установках, требующих небольших перемещений.
Еще одна возможная область применения ЦЛАД - использование создаваемого ими поля для электромагнитного воздействия на различного рода вещества в потоке, проходящем внутри ЦЛАД. Некоторые случаи использования таких устройств, требуют максимально точного расчета усилий, теплового воздействия, токов и т.д. Существующие двухмерные методики расчетов способны дать лишь приблизительный результат. Дело в том, что цилиндрические электрические машины не могут быть

Следует учитывать, что итерационные методы хотя и требуют для своей работы меньше оперативной памяти, но не гарантируют получение решения даже для невырожденной матрицы. Так авторами были предприняты попытки применения набора итерационных методов: метод Либмана с релаксацией [42, 43], несколько подходов с использованием спектрально эквивалентных операторов [42]. При этом была выявлена их неустойчивая работа, особенно при скоростях, близких к синхронной. Поэтому в данном исследовании использовали детерминированный метод решения - LU-разложение с последующим итерационным уточнением решения [44]. Причем созданная программа учитывала ленточную структуру, как исходной матрицы (рис. 2.2), так и матриц L и U.
На основе известного векторного потенциала несложно рассчитать электромагнитные и электромеханические характеристики устройства.
дА А дА
Компоненты магнитной индукции: Вг = Bz =—~-+ ^ .
Индукционный ток: J^ = cr(-ja>A^ + wBr).
Компоненты плотностей электродинамических сил:
fr=J2(pBz ’ fz ~ ~J2(pBr •
В ~ Ап °
Силы магнитного притяжения [9]: fm =------~ grad

Тяговое усилие: ^ ^ /•• + /' ■■ г ; К-. - объем кольца і].
клетки у 2Ч ' тгУ) У У

Удельная мощность тепловыделения: Q(p - ^2(р^2(р ^ °'
Апробацию описанной модели проведем без учета фактора нагрева на примере ЦЛАД, конструкция и геометрические размеры которого описаны в