Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА ПЕЧНОГО ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ВЕНТИЛЯТОРА МНОГОДИСКОВОГО ТИПА

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-6-451-456

Полный текст:

Аннотация

Разработана конструкция устройства воздушного охлаждения вала печного вентилятора многодискового типа. Получены зависимости конвективной теплоотдачи от поверхности этого устройства в окружающую среду трех типоразмеров. Установлено, что теплообмен при движении воздуха в междисковых пространствах вращающихся устройств охлаждения с различной частотой подобен процессу теплоотдачи, что и в случае турбулентного течения его вдоль плоской поверхности и при этом описывается в общем виде степенной зависимостью. Найденные значения коэффициентов пропорциональности в этой зависимости учитывают конструктивные особенности исследованных устройств и отличаются от известных величин в 1,4 – 1,7 раз. С применением правил моделирования тепловых процессов полученные закономерности могут быть использованы при расчете устройств охлаждения многодискового типа и для других конструкций печных высокотемпературных вентиляторов. Изучено влияние изменения внешнего диаметра устройства на его охлаждающую способность. Установлено, что уменьшение диаметра с 313 до 250 мм приводит к повышению равномерности распределения потока воздуха в междисковом пространстве и способствует увеличению среднего коэффициента теплоотдачи с единицы поверхности в 1,6 – 1,7 раз в сопоставимых условиях. Возможность повышения равномерности обдувки воздухом поверхности дисков в устройствах с большими диаметрами (МД-313 и МД-290) за счет увеличения размеров входных отверстий ограничено в связи с уменьшением отвода тепла теплопроводностью от вала вентилятора вследствие снижения площади поперечного сечения материала дисков в районе цилиндрической поверхности, проходящей через их оси. Максимальный тепловой поток, отводимый от вала вентилятора, обеспечивается устройством с диаметром 290 мм, где оптимально сочетаются два параметра: величина теплообменной поверхности и интенсивность ее обдувки воздухом. Применение разработанных устройств позволяет увеличить отводимый тепловой поток в 20 – 30 раз по сравнению с охлаждением поверхности открытого вращающегося вала в свободной окружающей среде в сопоставимых условиях. Представленные материалы могут быть использованы при разработке высокотемпературных вентиляторов для нагревательных и термических печей.

Об авторах

Л. А. Зайнуллин
ОАО «Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники»; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия

Доктор технических наук, профессор, генеральный директор 

(620137, Екатеринбург, ул. Студенческая, 16) 



М. В. Калганов
ОАО «Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники»
Россия

Научный сотрудник 

(620137, Екатеринбург, ул. Студенческая, 16) 



Д. В. Калганов
ОАО «Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники»
Россия

Научный сотрудник 

(620137, Екатеринбург, ул. Студенческая, 16) 



Н. А. Спирин
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия

Доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Теплофизика и информатика в металлургии» 

(620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19) 



Список литературы

1. Аптерман В.Н., Тымчак В.М. Протяжные печи. – М.: Металлургия, 1969. – 320 с.

2. Дружинин Г.М., Ашихмин А.А., Маслов П.В. и др. Термическая печь с комбинированной системой отопления // Сталь. 2015. № 3. С. 70 – 74.

3. Зайнуллин Л.А., Калганов М.В., Калганов Д.В. и др. Создание печных электронагревателей с радиационно-конвективным способом теплообмена // Сталь. 2015. № 3. С. 75 – 77.

4. Казанцев Е.И. Промышленные печи. – М.: Металлургия, 1975. – 367 с.

5. Bloom W. Jet heat reparation of waste furnace gases on strip lines // Iron and Steel Engineer. 1979. №12. Р. 32 – 37.

6. Martin H. Heat and mass transfer between impinging gas jets and solid surfaces // Advances in Heat Transfer. 1977. Vol. 13. Р. 1 – 60.

7. Launder B. E., Rodi W. The turbulent wall jet // Prog. Aerospace Science. 1981. Vol. 19. Р. 81 – 128.

8. Кузьмин И.И., Зубков С.В., Лыжин Ю.А. Совершенствование конструкции циркуляционного вентилятора колпаковых печей // Сталь. 2007. № 8. С. 89 – 91.

9. Султанов Н.Л., Мироненков Е.И., Жиркин Ю.В. Управление тепловым состоянием подшипниковых опор на стане-тандеме 2000 холодной прокатки ОМО ММК // Сталь. 2014. № 4. С. 71 – 73.

10. Zareba S., Wolff A., Jelali M. Mathematical modelling and parameter identification of a stainless steel annealing furnace // Simulation Modelling Practice and Theory. 2016. Vol. 60. Р. 15 – 39.

11. Strommer S., Niederer M., Steinboeck A., Kugi A. A mathematical model of a direct-fired continuous strip annealing furnace // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2014. Vol. 69. Р. 375 – 389.

12. Feng H.J., Chen L.G., Xie Z.H., Sun F.R. Constructal designs for insulation layers of steel rolling reheating furnace wall with convective and radiative boundary conditions // Applied Thermal Engineering. 2016. Vol. 100. Р. 925 – 931.

13. Blaszczuk A., Nowak W. Heat transfer behavior inside a furnace chamber of large-scale supercritical CFB reactor // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2015. Vol. 87. Р. 464 – 480.

14. Feng H.J., Chen L.G., Xie Z.H., Sun F.R. Constructal entransy optimizations for insulation layer of steel rolling reheating furnace wall with convective and radiative boundary conditions // Chinese Science Bulletin. 2014. Vol. 59. Р. 2470 – 2477.

15. Emadi A., Saboonchi A., Taheri M., Hassanpour S. Heating characteristics of billet in a walking hearth type reheating furnace // Applied Thermal Engineering. 2014. Vol. 63. Р. 396 – 405.

16. Prieto M.M., Fernandez F.J., Rendueles J.L. Development of stepwise thermal model for annealing line heating furnace // Ironmaking & Steelmaking. 2005. Vol. 32. Р. 165 – 170.

17. Kim Y.D., Kang D.H., Kim W.S. Experimental and numerical studies on the thermal analysis of the plate in indirectly fired continuous heat treatment furnace // Journal of Mechanical Science and Technology. 2009. Vol. 23. Р. 631 – 642.

18. Зайнуллин Л.А., Калганов М.В., Калганов Д.В. Исследование эффективности охлаждения вращающегося вала печного высокотемпературного вентилятора // Изв. вуз. Черная металлургия. 2015. № 9. С. 662 – 666.

19. Соломахова Т.С., Чебышева К.В. Центробежные вентиляторы: Справочник. – М.: Машиностроение, 1980. – 175 с.

20. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. – М.: Энергия, 1977. – 343 с.

21. Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента: Учебное пособие для металлургических специальностей вузов / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, Л.А. Зайнуллин и др. – Екатеринбург: ООО «УИНЦ», 2015. – 290 с.


Для цитирования:


Зайнуллин Л.А., Калганов М.В., Калганов Д.В., Спирин Н.А. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА ПЕЧНОГО ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ВЕНТИЛЯТОРА МНОГОДИСКОВОГО ТИПА. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2017;60(6):451-456. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-6-451-456

For citation:


Zainullin L.A., Kalganov M.V., Kalganov D.V., Spirin, N.A. DEVELOPMENT AND STUDY OF DEVICES FOR AIR COOLING OF THE ROTATING SHAFT IN HIGH-TEMPERATURE FURNACE FAN OF MULTI-DISC TYPE. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2017;60(6):451-456. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-6-451-456

Просмотров: 167


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)