Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Разработка способа для контроля процесса разогрева высокотемпературных агрегатов

В статье приведены результаты разработки способа для контроля разогрева высокотемпературных агрегатов. Применение способа позволит контролировать с достаточной точностью процесс нестационарной теплопроводности. 

После капитального ремонта или длительного простоя высокотемпературные агрегаты перед началом эксплуатации необходимо разогреть. Инструкции по эксплуатации чётко регламентируют режимы разогрева: уровни температур, скорости разогрева и т.д.

При этом, если мы обратимся к технологической инструкции по футеровке, ремонту и сушке сталеразливочных ковшей [1], то увидим, что предписывается контроль за температурой футеровки осуществлять с помощью термопар, устанавливаемых на её внутренней поверхности и контроль за сушкой должен осуществляться по градуировочному графику температуры поверхности футеровки в зависимости от расхода газа и воздуха.

Сушка   промковша   осуществляется   для   удаления   избыточной   влаги   из   футеровки    промковша и разогрева её до необходимой температуры. От качественного и правильного проведения процесса сушки зависит стойкость и долговечность работы футеровки. Неравномерность нагрева футеровки не допускается.

Контроль температуры внутренней поверхности футеровки теплоэнергетического агрегата – затруднительная задача, но важная для процесса нагрева. Определение этой температуры при помощи пирометра зачастую не может осуществляться непрерывно и влечёт за собой остановку процесса разогрева. Контактные методы измерения также имеют сложности при измерениях, так как контакт первичного прибора со стенкой обычно предполагает нарушение целостности поверхности огнеупоров, что нежелательно. Кроме того, необходимо защитить первичный прибор от теплопередачи излучением, так как это может вызвать погрешность измерений.

В общем случае тепловое состояние футеровки высокотемпературного агрегата математически описывается следующим уравнением теплопроводности:

   

а – коэффициент температуропроводности, м2/с;

qv – мощность внутренних источников тепла, Вт/м3;

ρ – плотность вещества, кг/м3;

с – теплоёмкость вещества, Дж/(кг∙К).

Для   решения   задачи   внутреннего   теплообмена   в   рабочем   слое   футеровки   примем    некоторые допущения. В случае нагрева высокотемпературного агрегата будем считать размеры в направлении осей x и z неограниченными, а толщину в направлении оси y конечной. Температура изменяется только по толщине (ось  y),  внутренних  источников  тепла  нет.  Геометрическая  форма  тела  –  плоская  однослойная  стенка.

Для  определения   теплового  состояния   футеровки   первоначально  необходимо  получение  данных о температуре футеровки в рассматриваемый момент времени в произвольной точке (посредством замеров). Здесь  стоит  отметить,  что  такой  параметр  как  количество  точек  измерения  играет  существенную  роль в повышении точности расчётов, так как при измерениях возможно действие множества факторов, которые могут давать погрешность измерений (неисправность измерительной техники, несоответствие свойств огнеупора в данной точке реальным свойствам и т.д.).

Кроме того, положение измерительного датчика внутри футеровки также имеет значение. Но в данном случае важно лишь расположение его в глубине футеровки, а не на поверхности, т.к. при расположении на поверхности в процессе измерения могут оказывать влияние различные другие факторы. Использование одной точки измерения – на поверхности – рекомендуется лишь при эксплуатационных ограничениях, связанных с возможной аварийной ситуацией.

При этом необходимо знать не только значение температуры Тy, но и момент времени с начала разогрева h и геометрическое место точки измерения у.

Следующим этапом является расчёт температурного поля футеровки. Расчёт ведётся с помощью любой разностной схемы [2]. Зная первоначальное распределение температур в стенке перед процессом нагрева (обычно эти температуры принимают одинаковыми и равными температуре окружающей среды), задаются температурой греющей среды (которая считается неизвестной) от 1о С до возможного максимального значения. Каждый шаг по температуре соответствует одному циклу расчёта по времени, то есть при температуре греющей среды 1о С рассчитывается температурное поле футеровки на время всего процесса разогрева с установленным шагом. Имеющееся значение температуры, полученное эмпирическим путём, сравнивается  с   температурой,   полученной   в   результате   вычислений   в   известный   момент  времени и в известной  точке.  Если   эти   температуры   оказываются   не   равными   (с  задаваемой погрешностью), то принимается следующее (большее) значение температуры греющей среды.

Ограничение в данном случае накладывается лишь для явной четырёхточечной схемы, с  учётом условия сходимости. Недостатком явной разностной схемы является ограничение выражения:

 

 

что требует выбора достаточно малого шага Δy, обусловленного необходимостью детального описания температурного поля. Но с учётом того, что современные компьютеры обладают высоким быстродействием, данное условие не является определяющим при выборе схемы. При этом имеющееся ограничение по величине параметра f также не является важным аргументом, т.к. шаг по времени, входящий в величину f, при разогреве высокотемпературных агрегатов может варьироваться в широких пределах (исходя из большой продолжительности процесса разогрева). Также стоит отметить, что при относительной простоте методики явная разностная схема имеет высокую точность. Таким образом, для расчётов можно рекомендовать явную четырёхточечную разностную схему, как наиболее простую.

Для явной четырёхточечной схемы методика расчёта будет выглядеть следующим образом. Первоначально задаёмся значением температур по толщине футеровки в первоначальный момент Тn, шагом по времени Δτ и шагом по координате Δy. Кроме того, для решения поставленных задач, необходимо иметь значение температуры футеровки Тy в известный момент времени h в точке y.

Вычисляем коэффициенты b и f по формулам:

Температуру остальных точек по сечению в момент времени k+1 вычисляем по формуле:  

Если в этот момент времени рассчитываемая температура в точке у окажется равной Тy,  то расчёт можно прекратить. Если же это условие не будет выполнено, необходимо задаться другой температурой То и вновь повторить расчёт.

При использовании данных о температуре в нескольких точках точность расчёта возрастёт. При этом можно задать погрешность определения температуры ΔТ:

 

 

при достижении которой ниже задаваемого значения прекращается расчёт.

Разработанная методика для контроля процесса разогрева футеровок высокотемпературных агрегатов позволяет с достаточно высокой точностью определять температуры по сечению футеровки в процессе разогрева. При этом использование программного обеспечения и компьютеров позволяет определять температуры по сечению футеровки спустя несколько секунд после получения данных с датчика температуры.

Научные исследования были  проведены  по гранту Объединённого института  ядерных  исследований и Международного инновационного центра нанотехнологий СНГ.

 

Литература

  1. [Электронный ресурс]       http://www.markmet.ru/tehnologicheskie_instruktsii/futerovka-remont-i-sushka- stalerazlivochnykh-kovshei (дата обращения 06.2012).
  2. Арутюнов В.А., Бухмиров В.В., Крупенников С.А. Математическое моделирование тепловой работы промышленных печей. - М.: Металлургия, – 239 с.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.