Моделирование процессов теплообмена для условий термообработки пакета труб в печи с импульсной системой отопления при конструировании и наладке тепловых режимов

• Автор: Сурганов, Кирилл Андреевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 189 с. : ил.

1. ОСОБЕННОС1И КОНСТРУКЦИИ, РЕЖИМОВ НЛГРЕВЛ, Л1АКЖЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ 3 КПЛООКМЕИА КАМЕРНЫХ ТЕРМИЧЕСКИХ НЕЧЕЙ.

1 1 ОШ1Я ЧРКГЕРСТИКСАДОЧНЫХ 1III

1 2 АП 4. ГЕИ ЛОВЫХ РЕЖИМОВ ОГЖНГЛ СТЛ.1 М РКИ ШХ

I 3 АНОНИ МЧГЕМАГНЧГСКИХМ1 ГОДОВ IIIIДОВЛИИЯПРОЦК С ОН II ПРИМЕНИТЕЛЬНО К

ПРМНЧК КИМ II4

1 4 ПОС ГАНОВ КА ЗАДАЧИИССЛЕДОВАНИЯ

2. РА 1РАБО1 КА IЕМА1И ЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА ВНУТРИ ТРУБ1Ю1 О ПАКЕ IА ИММ1ИМММННМММММи1НМИ1ММШМ1МЖ1М1И1МНМНМНИ1М1МН1ММ1МН1ММНтИМИ1И1Н

2 1 Основные ОСОБЕННОСТИ КАМЕРНОЙ ТЕРМИЧККОЙШ 1 И ПРИНЯТЫЕ ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ

2 2 Принципы моделирования температурных иолш внугри с адки

1 Тепюфишческие свойства стали ШХ в процессе термообработки

2 Модсчь лмрешивиий теплопроводности сюясной садки .

2 3 Расчетные методы решения внутренней задачи
2 4 ВЫВОДЫ .
3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИОННОСТИ САДКИ И ВЫЯВЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ УКЛАДКИ
3 1 АНАЛИЗ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИОННОСТИ ПАКЕТА ТРУБ .
3 2 Методика выявления рациональной укладки
3 3 Выводы . .
4. РАЗРАБОТКА И ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ I ЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПЕЧИ С ИМПУЛЬСНОЙ СИСТЕМОЙ ОТОПЛЕНИЯ
4 1 Проектные решения и принятые алгоритмы управления для кошерной термической печи с
импульсной системой отопления
4 2 Разработка математической модели камерной печи
4 3 Сопоставление результатов моделирования с результатами экспериментальных исследований
4 4 Уточнение двухступенчатого режима термообработки с использованием математической модели процессов теплообмена
4 5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. I ЕМА УД И ИНОГО ПРОВЕДЕНИЯ ЖС1И .
П1 I Пек III И СП КШЫ АСУТП К ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ НРНМЕШНЕ 1ЫКкЦЫЯМ
ДИННОЮмониюини II Я1РХН И НИМ
III I I Требования к верхнет АСУ ТП иста i v .v с кого агрегата
2 Общая схема построения верхнего уровня АСУ ТП калирной термической печи 1 1 2 АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ НРИМШИШЯ II ОЬО ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В СТА ШАРП ДЛЯ ЦГЛГП
удаленного МОНИТОРИНГА И УПРАИЛРНИЯ IIIII И ИНЫХ АГРЕГАТОВ
i 3 Построение i ивридноисистемы проведення ум ИИКСПЕриментлссоздинрм канал ПГРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО ТРЕБОВАНИЮ
Г 4 ПОС1РОЕНИС УНПВЬР .I СПС ТЕМЫ УДАЛЕННОГО МОНПТОРИН1А И УПРАВЛЕНИЯ С СД IIII
ПОСТОЯННОГО КАПАЛ СВЯ1И
Выводы
ЫЛ ИОГРАФИ Ч ЕСКИ СП НСОК
ВВЕДЕНИЕ


Как уже отмечалось, главным требованием к работе садочных термических печей является максимально равномерный нагрев, исключающий местные перегревы , . При этом в настоящее время резко возросли требования к равномерноеи нагрева. Эти требования касаются в равной степени как статической неравномерности по объему садки, но сечению заготовки, гак и динамической динамических отклонений iiii в результате внесения возмущающих воздействий и работы регуляторовстабилизаторов. Так, например, согласно требованиям дермичсской обработки в промышленно развитых стран мира приведенных, в стандартах США и I Германия, перепад температуры по поверхности металла должен сосшвлять не более 1С. С должен находится в пределах 5С . При такой точноеIи необходимо очень ицагсльно подходить к выбору таких определяющих параметров, как конструкция и I силовая схема печи форма и размеры рабочей камеры, тип и расположение юрелок, скороаь продуктов сгорания и размер выходного сечения камеры сгорания горелки, форма и расположение садки, расположение и размеры дымоотводящих каналов. Важное значение имеет конструкция рабочей камеры печи. Рабочая камера садочной термической печи включает в себя металлический каркас, футеровку, заслонку крышку, неподвижный иод. Размеры и форма рабочей камеры определяются исходя из формы, геометрических размеров изделий, производственной программы, количества изделий в садке, а также от особенностей смежных технологических операций и способа транспортировки изделий к печи. Характеристики теплоограждения рабочей камеры, футеровки пода, дымоотводящих каналов и дымовой трубы зависят от требуемого температурною диапазона и режима термической обработки. Традиционные конструкции теплоограждений промышленных печей из огнеупорного кирпича в большинстве случаев не отвечают современным требованиям, предъявляемых к тепловым афегагам для сложных режимов термической обработки, приводят к дополнительному расходу топлива за счет значительных тепловых потерь через футеровку и на нафев массивных футеровок. Так, потери тепла через офаждения футеровку печей из огнеупорного кирпича доспи ают 5 от расходуемого в печи 2. К числу новых ошеуиорных материалов следует ошести изделия на основе огнеупорных волокон, шнеуиорных бетонов и панельные консфукции с использованием эффективных изоляционных материалов. Применение этих материалов также позволяет производить в печи сложные виды термообработки включая охлаждение, гак как такие печи имеют малую тепловую инерционное ь. Равномерность нарева во мноюм зависит от используемою способа отопления печей. В настоящее время печи почти повсеместно отапливаюся азообразным топливом и работают в очень широком диапазоне температур от отпуска до закалки. В отечественных камерных азовьх исчах сжигание газа осуществляется в двухпроводных юрелках неполного предвари ел ьно о смешения например, горелки ГНП, составляющие более всего парка печей. Коэффициент избытка воздуха изменяется от 1, 1,4. Стабилизация трения происходит в горслочном туннеле, а доюрание в топочных каналах. Регулирование тепловой мощности печи производится регулировкой мощности горелок, или отключением на определенное время групп горелок. Если рабочая температура в печи составляет С то есть значительно ниже температуры воспламенения топлива, то размещение горелок, при котором продукты горения выходят непосредственно в рабочее пространство печи, может привести к недопустимой неравномерности нарева металла. Чтобы этого не происходило, горслочные устройства должны обладать очень широким диапазоном регулирования нарузки и ле ко поддаваться автоматизированному управлению. Долгое время промышленные горслочные устройства, как правило, не обладали в должной мере этими качествами. Поэтому достаточно часто прибегали к разделению рабочею пространства и топки. Подобные конструкции сохраняются и по сей день на некоторых ермических печах. Существует два типа аких топок 1 топки выполнены отдельно печи ак называемые выносные 2 топки, хоя и отделены от рабочего пространства, но выполнены заодно с печыо. В термической печи с выносной топкой топливо сжшаеся в камере, не связанной с рабочим пространством печи.