Тепловой неразрушающий контроль вращающихся обжиговых печей

• Автор: Торгунаков, Владимир Григорьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 409 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1.Основные процессы и параметры вращающихся печей обжига 20 1 Д.Процесс образования защитной обмазки

1.3.Методы исследования тепловых процессов в печах

1.3.1. Классификация численных методов решения нестационарной задачи теплопроводности

1.3.2. Прямые (вариационные) методы решения задач теплопереноса

1.3.3. Конечно-разностные методы

1.3.4. Консервативные разностные схемы

1.3.5. Экономичные разностные схемы

1.4.Контролируемые процессы и параметры. Классификация дефектов

1.5.ИК термография и системы контроля температуры

1.5.1 .История ИК термографии

1.5.2.Бесконтактные системы контроля температуры
Гб.Выводы
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТРУБНЫХ ПЕЧАХ,
ОРИЕНТИРОВАННОЕ НА РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ТЕПЛОВОГО
НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ
2.1.Постановка задачи моделирования тепловых процессов во
внутреннем пространстве печи и в стенке корпуса
2.1.1. Тепловые процессы, происходящие во время сжигания
топлива

2.1.2. Теплообмен между топочными газами, обжигаемым материалом и внутренней поверхностью печи
2.1.3. Теплообмен внутри клинкера
2.1.4. Теплообмен между клинкером и внутренней поверхностью печи
2.1.5. Теплопередача внутри корпуса печи
2.1.6. Теплообмен между корпусом печи и окружающей
средой
2.1.7. Задачи моделирования
2.2.Метод решения задачи теплообмена в обжиговой печи в
трехмерной постановке
2.2.1. Общие положения, используемые при моделировании
2.2.2. Теплопередача вдоль радиуса
2.2.3. Теплопередача вдоль осевой координаты
2.2.4. Теплопередача по азимуту
2.2.5. Решение полученных систем уравнений методом
прогонки
2.3.Основные результаты математического моделирования
2.3.1. Описание исходных данных
2.3.2. Влияние параметров дискретизации на результаты моделирования
2.3.3. Адекватность математической модели
2.3.4. Зависимость температуры внешней поверхности от размеров дефекта
2.3.5. Влияние конструктивно-технологических параметров
печи, клинкера и топочных газов на тепловые процессы
2.3.6. Зависимость температуры корпуса от ТФХ теплозащитных слоев

2 3.7. Влияние степени черноты на температуру внешней
поверхности
2.3.8. Влияние окружающей среды на температуру корпуса
печи
2.4.Идентификация дефектов внутренней поверхности печи
2.4.1. Решение прямой задачи в Л-геометрии
2 4.2. Решение обратной задачи теплопереноса в /?-геометрии
2.4.3. Сравнение полей температур для трехмерной и упрощенной моделей
2.4.4. Сравнение результатов решения обратной задачи и
прямого расчета по трехмерной модели
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ ВО ВРАЩАЮЩИХСЯ ПЕЧАХ И ВЫРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К АППАРАТУРЕ КОНТРОЛЯ И ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ
3.1.Источники шумовых воздействий при тепловом контроле
печей
3.2.Нестационарные тепловые процессы при изменении
параметров печи
3.2.1. Процессы, возникающие после скола обмазки
3.2.2. Тепловые процессы при изменении температуры
топочных газов
3.2.3. Влияние изменений других внутренних параметров печи
на температуру внешней поверхности
3.3.Изменение степени черноты как источник шумового
воздействия на аппаратуру теплового контроля
3.3.1. Определение степени черноты и индикатрисы излучения
корпуса печи

теплообмен между топочными газами, обжигаемым материалом и внутренней стенкой, теплопередачу внутри многослойной оболочки корпуса, теплообмен с внешней средой. Создание такой модели, позволяющей проводить комплексные многофакторные исследования тепловых процессов с целью определения требований к аппаратуре контроля, разработки алгоритмов для оценки объемного распределения температур в многослойном корпусе и обжигаемом материале, дефектометрии слоев корпуса, формирования и прогнозирования влияния управляющих воздействий на тепловые процессы в печи с целью устранения обнаруженных дефектов, является актуальной задачей.
1.3.1. Классификация численных методов решения нестационарной задачи теплопроводности
Привести строгое законченное математическое описание тепловых процессов в обжиговой печи и решить аналитически получаемую при этом систему уравнений не предоставляется возможным в силу сложности и много-

гранности анализируемых процессов.
Для решения нестационарной задачи теплопроводности применяют, как правило, численные методы решения, которые можно разделить на две большие группы:
- конечно-разностные методы,
~ прямые (вариационные) методы.
Данная классификация является условной. Например, С.Л.Соболев дал следующее определение [164]: “Прямыми называются такие методы решения задач теории дифференциальных и интегральных уравнений, которые сводят эти задачи к конечным системам алгебраических уравнений”. Под это определение попадают практически все методы решения задач теплопереноса: как конечно-разностные, так и собственно прямые. В настоящее время две выше-