Моделирование тепловых процессов в трубчатых вращающихся печах спекания

• Автор: Маркус, Антон Александрович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТАХ

1.1 Основные характеристики высокотемпературного металлургического агрегата на примере трубчатой вращающейся печи спекания

1.2 Основные принципы работы вращающейся печи

1.3 Новые конструкции футеровки вращающихся печей спекания

1.4 Теплоизоляционные материалы, применяемые в технологических трубопроводах

1.5 Современные способы моделирования технологических процессов в высокотемпературных металлургических агрегатах

1.5.1 Описание методов математического моделирования

1.5.2 Вероятностный метод

1.5.3 Метод интервального анализа
1.5.4 Статическая модель с распределенными параметрами
1.5.5 Область применения математических моделей
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБЖИГОВОЙ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ
2.1 Уравнения неразрывности
2.2 Баланс массы химических веществ
2.3 Тепловой баланс
2.4 Уравнение движения
2.5 Определение фаз и межфазовых взаимодействий
2.6 Физико-химические превращения
2.7 Теплообмен в системе газ - кладка - материал - среда
2.8 Коэффициентная форма представления модели
2.8.1 Коэффициенты системы уравнений баланса тепла
2.8.2 Коэффициенты системы уравнений неразрывности
2.8.3 Коэффициенты системы уравнений баланса химических веществ
2.8.4 Коэффициенты уравнения движения газа
2.9 Свойства и производные свойств (справочная информация)
2.10 Радиационный поток в излучающей и поглощающей среде
2.11 Выводы по второй главе
ГЛАВА 3 ОБОБЩЕННАЯ МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
3.1 Разработка обобщённой методики определения коэффициента теплопроводности теплоизоляционных материалов
3.2 Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4 ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ АГРЕГАТАХ
4.1 Свойства огнеупорных материалов
4.2 Обработка данных и построение уравнения связи теплопроводности и теплофизических свойств материала
4.3 Оценка адекватности уравнения связи теплопроводности и теплофизических свойств материала
4.4 Экспериментальная проверка адекватности зависимостей теплопроводности от свойств материала и внешних условий
4.5 Выводы по четвертой главе
ГЛАВА 5 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ
5.1 Разработка новой конструкции теплоизолированной трубы
5.2 Экспериментальная проверка тепловых потоков
5.3 Выводы по пятой главе
ГЛАВА 6 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ АГРЕТАХ С ПОМОЩЬЮ РАЗРАБОТАННЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
6.1 Математическое моделирование тепловых процессов в трубчатой вращающейся печи спекания
6.1.1 Аэродинамическая модель
6.1.2 Тепловой режим факела
6.1.3 Математическое моделирование теплового режима в трубчатой вращающейся печи спекания в среде Ansys Fluent
6.2 Математическое моделирование тепловых процессов во вращающейся печи спекания
6.3 Математическое моделирование теплопередачи в агрегатах с многослойными стенками
6.4 Система контроля температуры футеровки

По мнению Брюханова В.Н. [23], интервальные числа содержат минимальную информацию о неопределенных параметрах, которую проще всего получить. Параметры интервальных чисел могут иметь как стохастическую, так и детерминированную природу. Следовательно, математическая модель с такими параметрами будет называться интервальной математической моделью и неопределенные параметры будут задаваться в виде интервальных чисел значений выходных параметров температур материала, газа или стенки.
Параметры задаются в интервале, определяются границы интервала по верхней и нижней возможным границам, что дает возможность построить интервальную модель физико-химических процессов непрерывной работы барабанной печи при наличии неопределенных параметров. Степень риска получения отрицательных результатов расчетов лежит в рамках заданных границ интервала. Так же, как и применение метода теории нечетких множеств, интервальных метод хорошо показал себя при выстраивании дальнейших
стратегических задач и при принятии решения во время рассмотрения инвестиционных проектов.
Метод дает возможность более четко исчислить интервал выходных значений неопределенных параметров.
Туляков Д.С. и Фролова Т.А. в своей работе [29, 45] предлагают в качестве примера статистической математической модели с распределенными параметрами - модель процесса обжига во вращающейся печи :
1.5.4 Статическая модель с распределенными параметрами

ема0(т#-Т&)тШ-
2л(Тм~Тст)&

(1.5.7)