Разработка методов расчетов двумерных температурных полей в электротермических установках и анализ их сравнения с экспериментальными данными

• Автор: Пименова, Екатерина Львовна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 102 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ 1 ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

Обзор наиболее распространенных элементов конструкций

электротермических установок

Обзор элементов и процессов электротермических

установок.

Моделирование тепловых процессов в электротермических

установках
Тепловой расчет элементов электротермических установок. Учет температурной зависимости теплопроводности

исследуемых материалов в математической модели

Характер теплопроводности материалов и его учет в
расчетных и экспериментальных исследованиях.
Тепловые свойства конструкционных материалов
электротермических установок
Описание программы для расчета температурных полей на
теплопередающих поверхностях элементов
Описание экспериментальной установки
Методика проведения эксперимента
Анализ расчетных и экспериментальных данных.
Анализ расчетных и экспериментальных исследований
элемента диск с отверстием
Анализ расчетных и экспериментальных исследований
элемента брус.
Анализ расчетных и экспериментальных исследований
элемента трубка.
Анализ расчетных исследований элемента шайба
4.5. Анализ расчетных исследований элемента шайба поток снизу.
4.6. Анализ расчетных исследований элемента шайба поток сверху
4.7. Анализ расчетных и экспериментальных данных при
больших величинах теплового потока.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


И если конструкция, а, следовательно, и общий тепловой баланс ЭТУ сугубо индивидуальны, то ряд их конструктивных элементов может с успехом использоваться в любой из разрабатываемых модификаций устройств. Современное проектирование ЭТУ обычно решается суммированием многих вопросов в качестве единого целого. Инженерная методика таких расчетов достаточно разработана. Однако, сложность и многообразие конструкций и тепловых процессов, протекающих в ЭТУ, не позволяет говорить об исчерпанности этих вопросов. Учет этих факторов с применением методов математического моделирования позволяет получить достаточно точные закономерности распределения температуры на поверхности наиболее распространенных элементов конструкций ЭТУ. Как указывается в справочнике «Промышленная теплоэнергетика» г. Специальными задачами теплотехнических расчетов ЭТУ являются расчет температуры нагревателей печей сопротивления с учетом их конфигурации; нестационарных температурных нолей в нагреваемом изделии с учетом внутренних источников теплоты, например для установок индукционного нагрева; теплообмена в установках инфракрасного нагрева с учетом характеристик излучателя и нагреваемой поверхности; теплообмена потока плазмы и пучка электронов с нагреваемым изделием; теплообмена электрической дуги с потоком газа в плазменных установках. Цель и задачи работы. Целью настоящей диссертации является теоретическое и экспериментальное исследование двумерных температурных полей на теплопередающих поверхностях элементов конструкций ЭТУ. Основной задачей для этого исследования стала разработка методов и программ расчетов двумерных температурных полей с учетом температурной зависимости теплопроводности на основе сравнения рассчитанных и экспериментальных данных. Анализ полученных расчетных результатов сравнивался с экспериментальными данными полученными с помощью тепловизионной системы ТИегтаСАМ' ЯСЗООО и ее программного обеспечения. Достоверность полученных результатов подтверждается совпадением результатов расчета с помощью разработанной программы и экспериментальных данных, полученных на лабораторной установке. Практическая ценность работы заключается в создании программного комплекса для расчета двумерных температурных полей и потерь тепла в элементах конструкций ЭТУ. Апробация работы. Экспериментальное исследование температурных полей. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции «Текстиль-» - г. Изучение процессов теплопроводности в двумерных системах. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции «Текстиль-» . Экспериментальное исследование коэффициентов теплоотдачи при стабилизированном течении теплоносителя. Энергосбережение и водоподготовка. М. г. Анализ эффективной теплопроводности цветных металлов на основе моделей подвижности и релаксации. М., ж. Известия МГИУ», , №4(5). Анализ влияния теплопроводности некоторых металлов и их сплавов на эффективность процессов переноса тепла. НОУВПОЭИ «Вопросы повышения эффективности энергетических систем» сб. Исследование температурных полей на теплопередающих поверхностях теплотехнологического оборудования. НОУВПОЭИ «Вопросы повышения эффективности энергетических систем» сб. Содержание работы. В первой главе диссертации проведен обзор конструкций электротермических установок и их наиболее распространенных элементов. Во второй главе приведена математическая модель исследуемых элементов, предложен метод учета температурного хода теплопроводности в математической модели. В третьей главе проведено исследование особенностей теплофизических свойств в наиболее распространенных конструкционных материалах в высокотемпературных печах в рабочем интервале температур; описана разработанная для расчета программа; приведено описание разработанной экспериментальной установки для измерения температурных полей на поверхности узлов ЭТУ, а так же методика проведения эксперимента. В четвертой главе выполнен анализ численных данных, полученных в результате расчета с использованием математической модели с помощью разработанного программного комплекса. Дана методика проведения эксперимента с описанием полученных данных и сравнение их с расчетными значениями. Ф - угол сектора, град.