НАГРЕВ ТЕЛ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПЕЧАХ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ПРОТИВОТОКА
Аннотация
Приведен анализ известных и классических методов расчета нагрева термически массивных тел в теоретическом противотоке. В конкретном случае детальному анализу подверглись публикации Б.И. Китаева, Э.М. Гольдфарба, Г.П. Иванцова и Б.Я. Любова. Показано, что в литературе отсутствует надежный инженерный способ расчета термомассивных тел при нагреве одновременно излучением и конвекцией несмотря на то, что основной класс нагревательных печей в прокатном производстве работает по режиму противотока. Получено решение задачи нагрева термически массивных тел одновременно излучением и конвекцией с использованием противоточной схемы теплообмена. Решение поставленной задачи выполнено с использованием метода эквивалентных источников (МЭИ) в соответствии с моделью термического слоя для инерционного и упорядоченного (регулярного) этапов нагрева. Для оценки адекватности полученного решения осуществлено сравнение с классическим решением А.В. Кавадерова и В.И. Калугина, полученным для случая радиационного нагрева, которые показали удовлетворительное согласование расчетных данных для случая решения методом эквивалентных источников и с использованием гидростатического интегратора. Выполнены расчеты нагрева тел классической формы (пластины, цилиндра и шара). Предлагаемая методика может быть использована в теплотехнических расчетах режимов нагрева слитков и заготовок в металлургических печах для оценки температурного поля металла.
Об авторах
Ю. С. ПостольникРоссия
д.т.н., профессор
В. И. Тимошпольский
ЗАО ПИН СИТ «Нефтегазстройизоляция» (04136, Украина, Киев, ул. Маршала Гречко, 14)
Украина
д.т.н., профессор, директор по науке и новой технике
Украина
д.т.н., профессор, директор по науке и новой технике
И. А. Трусова
Белорусский национальный технический университет (220013, Беларусь, г. Минск, пр. Независимости, д. 65)
Беларусь
д.т.н., профессор, заведующий кафедрой металлургических технологий
Беларусь
д.т.н., профессор, заведующий кафедрой металлургических технологий
Список литературы
1. Китаев Б.И. Теплообмен в шахтных печах. – Свердловск-М.: Металлургиздат, 1945. – 152 с.
2. Китаев Б.И. Теплообмен в доменных печах. – Свердловск-М.: Металлургиздат, 1949. – 628 с.
3. Кавадеров А.В. Тепловая работа пламенных печей. – Свердловск: Металлургиздат, 1956. – 367 с.
4. Китаев Б.И., Ярошенко Ю.Г., Сучков В.Д. Теплообмен в шахтных печах. – Свердловск-М.: Металлургиздат, 1957. – 280 с.
5. Китаев Б.И. Теплообмен в доменной печи. – М.: Металлургия, 1966. – 356 с.
6. Гольдфарб Э.М. Теплотехника металлургических процессов. – М.: Металлургия, 1967. – 439 с.
7. Тепло- и массообмен в плотном слое / Б.И. Китаев, В.Н. Тимофеев, Б.А. Боковиков и др. – М.: Металлургия, 1972. – 432 с.
8. Лисиенко В.Г., Лобанов В.И., Китаев Б.И. Теплофизика металлургических процессов. – М.: Металлургия, 1982. – 240 с.
9. Кавадеров А.В., Калугин В.И. Закономерности нагрева массивного тела излучением в противотоке. – В кн.: Нагрев металла и работа нагревательных печей: Сб. науч. тр. ВНИИМТ. – Свердловск: Металлургиздат, 1960. № 6. С. 59 – 70.
10. Постольник Ю.С. К расчету температур и времени нагрева массивных тел при противоточном теплообмене // Изв. вуз. Черная металлургия. 1990. № 6. С. 84 – 86.
11. Гольдфарб Э.М. Нагрев тел различной формы газами в прямотоке и противотоке // ЖТФ. 1954. Т. 24, № 6. С. 1012 – 1019.
12. Иванцов Г.П., Любов Б.Я. Прогрев кусковых материалов в условиях противотока // ДАН СССР. 1952. Т. 85, № 5. С. 993 – 995.
13. Ростковский С.Е. Передача тепла излучением при противотоке (к теории методических нагревательных печей) // Теплотехника слитка и печей: Тр. ЦНИИЧМ. – М.: Металлургиздат, 1953. Вып. 2 (5). С. 17 – 25.
14. Постольник Ю.С., Тимошпольский В.И., Сичевой А.П. Анализ технологии нагрева металла в пламенных печах // Изв. вуз. Черная металлургия. 1979. № 2. С. 110 – 113.
15. Нагрев стальных слябов // В.Н. Перетятько, Н.В. Темлянцев, М.В. Темлянцев, Ю.Е. Михайленко. – М.: Теплотехник, 2008. – 192 с.
16. Стальной слиток. В 3-х т. Т. 3. Нагрев / В.И. Тимошпольский, Ю.А. Самойлович, И.А. Трусова и др.; под общ. ред. В.И. Тимошпольского, Ю.А. Самойловича. – Минск: Бел. наука, 2001. – 879 с.
17. Металлургические печи / В.А. Баум, Д.В. Будрин, А.И. Ващенко и др. Под науч. ред. М.А. Глинкова. – М.: ГНТИ литературы по черной и цветной металлургии, 1951. – 975 с.
18. Губинский В.И., Лу Чжун У. Теория пламенных печей. – М.: Машиностроение, 1995. – 255 с.
19. Металлургические печи. Теория и расчеты: Учебник. В 2-х т. / В.И. Губинский, В.И. Тимошпольский, В.М. Ольшанский и др.; под общ. ред. В.И. Тимошпольского, В.И. Губинского. – Минск: Бел. наука, 2007. Т. 1. – 596 с.; Т. 2. – 832 с.
20. Кавадеров А.В., Самойлович Ю.А. Закономерности нагрева пластины и цилиндра одновременно излучением и конвекцией // Нагрев металла и работа нагревательных печей : Сб. науч. тр. ВНИИМТ. 1960. № 6. С. 44 – 58.
21. Тимошпольский В.И., Постольник Ю.С., Андрианов Д.Н. Теоретические основы теплофизики и термомеханики в металлургии. – Минск: Бел. наука, 2005. – 560 с.
Для цитирования:
Постольник Ю.С., Тимошпольский В.И., Трусова И.А. НАГРЕВ ТЕЛ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПЕЧАХ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ПРОТИВОТОКА. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2016;59(10):740-745. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2016-10-740-745
For citation:
Postolʹnik Yu.S., Timoshpol’skii V.I., Trusova I.A. BLANK HEATING IN METALLURGICAL FURNACES BASED ON A THEORETICAL COUNTERFLOW MODEL. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2016;59(10):740-745. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2016-10-740-745
Просмотров: 402
Послать статью по эл. почте 