zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



НАГРІВАННЯ ТІЛ ПРИ РОЗПОДІЛЕНИХ ПІДВЕДЕННІ ПАЛИВА ТА ВІДВЕДЕННІ ПРОДУКТІВ ЗГОРЯННЯ УЗДОВЖ ЗОНИ ТЕПЛООБМІНУ

 

Гупало О.В.

Україна, м. Дніпропетровськ,

Національна металургійна академія України

 

Получены аналитические решения задач нагрева тел простой формы при распределенном подводе топлива в зону теплообмена и распределенном отводе дымовых газов. Установлены закономерность изменения расхода топлива, обеспечивающая реализацию режима нагрева при постоянной температуре дыма, и закономерности изменения температуры дыма и металла при нагреве тел с равномерным распределением топлива по длине печи.

 

Для розрахунків прохідних печей прокатного виробництва використовуються аналітичні розв’язки задач теплообміну в рухомому шарі [1-3], отримані для умов зосередженого відведення газоподібного теплоносія із зони теплообміну. У зв’язку з впровадженням сучасних регенеративних пальників в печах безперервної дії, набуває актуальність розв’язання задач нагрівання металу в печах зазначеного типу, конструкція яких відрізняється відсутністю методичної зони, організацією розподіленого підведення палива та розподіленого відведення димових газів уздовж печі. В роботі приведено математичну постановку та отримано аналітичні розв’язки задач нагрівання металу в режимах: 1) при постійній температурі димових газів в зоні теплообміну (); 2) при рівномірному підведенні палива уздовж зони теплообміну ().

При постановці задач прийнято наступні припущення: тіла, що нагріваються, мають рівномірний початковий розподіл температури; теплофізичні властивості металу і газів є постійними; теплообмін здійснюється за законом Ньютона-Ріхмана; підведення палива і відведення димових газів здійснюється розподілено по довжині печі.

Математична постановка задачі нагрівання в режимі  включає рівняння, отримане із теплового балансу по металу:

,                                                         (1)

доповнене рівнянням, отриманим із теплового балансу по газу:

,              ,                 (2)

де  та – безрозмірні средньомасова температура металу і температура диму; – число Фур’є; , , , , – безрозмірні коефіцієнти; – безрозмірна витрата палива на нагрівання металу; – середньомасова температура металу, °С; – температура диму, °С; – стандартна калориметрична температура горіння палива, °С; – коефіцієнт температуропровідності металу, м2/с; – коефіцієнт теплопровідності металу, Вт/(м·К); – густина металу, кг/м3; – теплоємність металу, Дж/(кг·К); – розрахунковий розмір тіла, м; – число Біо; коефіцієнт масивності тіла; , і – відповідно, коефіцієнти форми тіла, усереднення теплових потоків і температур в тілі [4]; – середній коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м2·К); – ступінь підігріву повітря; – час, с; – продуктивність, кг/с; – коефіцієнт теплопередачі через кладку, Вт/(м2·К); – площа внутрішньої поверхні кладки, м2; – маса металу, що нагрівається, кг; – загальна витрата палива, м3/с;  – максимально можлива витрата палива на піч, м3/с; – добуток питомого виходу продуктів згоряння палива і теплоємності диму, обчислених за нормальних умов та спалювання палива без підігрівання повітря з коефіцієнтом витрати повітря рівним 1; – нижча робоча теплота згоряння палива, Дж/м3; фізична теплота підігрітого повітря, Дж/м3; – дійсна витрата повітря, м33;  і – теплоємності повітря та диму, Дж/(м3·К); – температура підігріву повітря, °С; – коефіцієнт регенерації теплоти; – втрати теплоти з димом, що відходить з печі, Дж/м3; – питомий вихід диму, м33.

При складанні теплового балансу по газу розглядалася елементарна ділянка печі. Передбачалося, що на ділянку вноситься теплота від спалювання палива і фізична теплота підігрітого повітря, при цьому на даній ділянці встановлюється постійна температура продуктів згоряння, з якою вони покидають піч. Теплота, що залишилася в робочому просторі, витрачається на нагрівання металу і покриття теплових втрат.

Розв’язок рівняння (1) відомий із літератури [4] і є закономірністю зміни температури металу в часі. З урахуванням прийнятих позначень ця закономірність набуває вигляду:

,                                         (3)

де – безрозмірна средньомасова температура металу при

Після диференціювання рівняння (3) по dFo, підстановки похідної температури металу в рівняння (2) і інтегрування отриманого диференціального рівняння визначено аналітичну залежність зміни загальної витрати палива, що забезпечує реалізацію режиму нагрівання :

,                                             (4)

де  і .

Математична постановка задачі нагрівання в режимі  включає рівняння (1) і (2), доповнені рівнянням приросту загальної витрати палива в одиницю часу:

= const,                                                          (5)

де ;  – постійний заданий приріст витрати палива, м3/с.

Загальна витрата палива на нагрівання металу змінюється за лінійним законом:

.                                                              (6)

Розв’язок системи диференціальних рівнянь (1) і (2) з урахуванням (5) отримано у вигляді закономірностей зміни безрозмірних:

– середньомасової температури металу

;                                        (7

– температури димових газів

,                            (8)

де  и .

З використанням отриманих закономірностей розраховано нагрівання циліндричної заготівки із Ст 20 діаметром 0,2 м, довжиною 1,8 м при заданому часі нагрівання 0,67 год до однакової кінцевої середньомасової температури 900 °С в режимах  і . Вихідні дані для розрахунків: паливо – природний газ з  МДж/м3;  Вт/(м2·К); ;  Вт/(м·К);  кг/м3;  Дж/(кг·К);  Дж/(м3·К);  т;   м2; .

Результати розрахунків представлені на рисунках 1 і 2.

Рис. 1. Температурна і теплова діаграми нагрівання заготівок в режимах  (пунктирні лінії) і  (суцільні лінії).

 

Рис. 2. Витратна діаграма і розподіл витрати палива по пальникам

 

Як видно з рис. 2, для реалізації режиму нагрівання  необхідно, щоб витрати палива по пальниковим пристроям зменшувались за рухом металу. Піч в межах зони регулювання звичайно обладнується пальниками однакової теплової потужності, тому реалізація режиму  на практиці неможлива. В зв’язку з цим, для розрахунку теплової роботи печі доцільно використовувати розв’язок задачі нагрівання в режимі з постійним розподіленням палива ().

Висновки

1. Сформульовано математичні постановки та отримано аналітичні розв’язки задач нагрівання тіл простих форм при розподіленому підведенні палива та розподіленому відведенні димових газів уздовж зони теплообміну при реалізації режимів нагрівання з постійною температурою димових газів та з рівномірним підведенням палива

2. Виконано порівняння зазначених режимів нагрівання. Показано, що в опалювальній зоні печі, яку обладнано пальниковими пристроями однакової теплової потужності, реалізувати режим нагрівання  неможливо. Тому для математичного опису процесів нагрівання металу в такому випадку доцільно використання розв’язку задачі нагрівання в режимі .

3. Отримані аналітичні розв’язки задач можуть використовуватися для виконання розрахунків теплової роботи печі безперервної дії, обладнаної рекуперативними або регенеративними пальниковими пристроями.

 

Перелік посилань

1.     Ольшанский В.М. Нагрев тел в прямо- и противотоке с распределенным подводом теплоносителя по длине печи / Ольшанский В. М., Гупало Е. В. // Теория и практика металлургии. – Днепропетровск : ГМетАУ. – 1999. – № 5. – С. 24–26.

2.     Ольшанский В.М. Нагрев термически массивных тел в движущемся слое при нелинейных граничных условиях с учетом потерь тепла через кладку печи / Ольшанский В. М., Гупало Е. В. // Металлургическая теплотехника. Сб. научн. трудов ГМетАУ. – Днепропетровск : ГМетАУ. – 1999. – Т. 2.– С. 180–183.

3.     Губинский В. И. Теория пламенных печей / В. И. Губинский, Лу Чжун-У. – М. : Машиностроение, 1995. – 256 с.

4.     Румянцев В. Д. Теория тепло- и массообмена/ В. Д. Румянцев. – Днепропетровск : Пороги, 2006. – 532 с.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info