Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ ВАЛА ПЕЧНОГО ВЕНТИЛЯТОРА, ОСНАЩЕННОГО УСТРОЙСТВАМИ СТЕРЖНЕВОГО ТИПА

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-8-651-655

Полный текст:

Аннотация

Предложена конструкция устройства воздушного охлаждения вала печного вентилятора стержневого типа трех типоразмеров. В  ходе исследований на экспериментальном стенде получены в критериальном виде зависимости конвективной теплоотдачи от поверхности этих устройств в окружающую среду при различной частоте вращения вала. Установлено, что в диапазоне изменения относительной  длины стержней от 3,3 до 6,1 имеет место режим, близкий к автомодельному, где теплоотдача от их поверхности описывается универсальной зависимостью. В диапазоне изменения относительной длины стержней от 6,1 до 8,6 экспериментальные данные обобщены в виде  степенной зависимости с коэффициентом пропорциональности, зависящим от величины отношения диаметра вала к внешнему диаметру  устройства. Наименьший коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности оказался у СТ-346 с наибольшим внешним диаметром и,  соответственно, наиболее длинными стержнями, что, по-видимому, связано с тем, что в процессе теплопередачи от вала в окружающую  среду лимитирующим участком теплообмена является подвод тепла теплопроводностью вдоль оси стержней. Наибольший коэффициент  теплоотдачи в сопоставимых условиях наблюдается у СТ-286 со средними стержнями, где более сбалансированы подвод тепла теплопроводностью вдоль стержней и отвод его от их внешних поверхностей конвекцией в окружающую среду. При сравнении полученных данных  по СТ-286 и СТ-220 было установлено, что при одинаковой частоте вращения вала коэффициент теплоотдачи по поверхности у СТ-286  больше, чем у СТ-220 примерно на 15 – 20 %, что связано с уменьшением интенсивности обдувки воздухом укороченных стержней СТ-220  вследствие снижения их средней линейной скорости движения по окружности. Из анализа полученных результатов следует, что наиболее  эффективным в сопоставимых условиях является устройство с максимальным диаметром 346 мм, где рассеиваемая тепловая мощность в  установившемся режиме больше в 1,1 раза, чем у устройства диаметром 286 мм и в 2,0 раза больше, чем у устройства диаметром 220 мм.  Полученные материалы могут быть полезны при разработке и проектировании нагревательных и термических печей с использованием  принудительной циркуляции теплоносителя.

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, Россия, Екатеринбург, ул. Студенческая, 19.



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

 научный сотрудник. 

620137, Россия, Екатеринбург, ул. Студенческая, 19.



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

научный сотрудник.  

620137, Россия, Екатеринбург, ул. Студенческая, 19.



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

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

6. Зайнуллин Л.А., Спирин Н.А., Калганов М.В., Калганов Д.В. Применение центробежных вентиляторов при работе термической конвективной печи в режиме охлаждения // Сталь. 2015. № 3. С. 78 – 80.

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

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

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

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

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

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

13. Кутлубаев И.М., Мацко Е.Ю., Усов И.Г. Совершенствование охлаждения листового проката // Сталь. 2015. № 8. С. 44 – 50.

14. Демин К.К., Паршиков С.Ф. Совершенствование технологии охлаждения ленты после светлого отжига в одностопной колпаковой печи // Сталь. 2008. № 4. С. 69.

15. 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. P. 15 – 39.

16. 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. P. 375 – 389.

17. 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. P. 925 – 931.

18. 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. P. 464 – 480.

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

20. 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. P. 396 – 405.

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

22. 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. P. 631 – 642.

23. 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.


Для цитирования:


Зайнуллин Л.А., Калганов М.В., Калганов Д.В., Спирин Н.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ ВАЛА ПЕЧНОГО ВЕНТИЛЯТОРА, ОСНАЩЕННОГО УСТРОЙСТВАМИ СТЕРЖНЕВОГО ТИПА. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2017;60(8):651-655. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-8-651-655

For citation:


Zainullin L.A., Kalganov M.V., Kalganov D.V., Spirin N.A. STUDY OF THE COOLING EFFICIENCY OF FURNACE FAN’S SHAFT EQUIPPED WITH DEVICES OF ROD TYPE. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2017;60(8):651-655. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-8-651-655

Просмотров: 115


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


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