Расчетно-экспериментальное определение температурных полей керна в П-образных печах графитации постоянного тока
Приведены результаты экспериментальных исследований и численных расчетов температурных полей П-образных печей графитации постоянного тока. Предложены эмпирические уравнения для расчета средних температур заготовок в керне для любого момента времени в зависимости от теплофизических свойств материалов...
Збережено в:
| Дата: | 2007 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2007
|
| Назва видання: | Промышленная теплотехника |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61251 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Расчетно-экспериментальное определение температурных полей керна в П-образных печах графитации постоянного тока / Е.Н. Панов, С.В. Кутузов, С.В. Лелека, И.Л. Шилович, М.Ф. Боженко // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 2. — С. 22-28. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-61251 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-612512014-04-28T03:01:41Z Расчетно-экспериментальное определение температурных полей керна в П-образных печах графитации постоянного тока Панов, Е.Н. Кутузов, С.В. Лелека, С.В. Шилович, И.Л. Боженко, М.Ф. Тепло- и массообменные процессы Приведены результаты экспериментальных исследований и численных расчетов температурных полей П-образных печей графитации постоянного тока. Предложены эмпирические уравнения для расчета средних температур заготовок в керне для любого момента времени в зависимости от теплофизических свойств материалов, конструктивных размеров керна и режимных параметров процесса графитации. Наведено результати экспериментальних досліджень та числових розрахунків температурних полів П-подібних печей графітації постійного струму. Запропоновано емпіричні рівняння для визначення середніх температур заготовок в керні для будь-якого проміжка часу в залежності від теплофізичних властивостей матеріалів, конструктивних розмірів керна та режимних параметрів процесу графітації. Results of the temperature fields experimental investigations and numerical simulation in the П-shaped direct current graphitation kilns are performed. Fitted equations are performed for average temperatures calculation of billets in the kern for arbitrary time depending of thermophysical properties, kern geometry and technologies parameters of the graphitation process. 2007 Article Расчетно-экспериментальное определение температурных полей керна в П-образных печах графитации постоянного тока / Е.Н. Панов, С.В. Кутузов, С.В. Лелека, И.Л. Шилович, М.Ф. Боженко // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 2. — С. 22-28. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0204-3602 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61251 621.3.035.2:536.5 ru Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Тепло- и массообменные процессы Тепло- и массообменные процессы |
| spellingShingle |
Тепло- и массообменные процессы Тепло- и массообменные процессы Панов, Е.Н. Кутузов, С.В. Лелека, С.В. Шилович, И.Л. Боженко, М.Ф. Расчетно-экспериментальное определение температурных полей керна в П-образных печах графитации постоянного тока Промышленная теплотехника |
| description |
Приведены результаты экспериментальных исследований и численных расчетов температурных полей П-образных печей графитации постоянного тока. Предложены эмпирические уравнения для расчета средних температур заготовок в керне для любого момента времени в зависимости от теплофизических свойств материалов, конструктивных размеров керна и режимных параметров процесса графитации. |
| format |
Article |
| author |
Панов, Е.Н. Кутузов, С.В. Лелека, С.В. Шилович, И.Л. Боженко, М.Ф. |
| author_facet |
Панов, Е.Н. Кутузов, С.В. Лелека, С.В. Шилович, И.Л. Боженко, М.Ф. |
| author_sort |
Панов, Е.Н. |
| title |
Расчетно-экспериментальное определение температурных полей керна в П-образных печах графитации постоянного тока |
| title_short |
Расчетно-экспериментальное определение температурных полей керна в П-образных печах графитации постоянного тока |
| title_full |
Расчетно-экспериментальное определение температурных полей керна в П-образных печах графитации постоянного тока |
| title_fullStr |
Расчетно-экспериментальное определение температурных полей керна в П-образных печах графитации постоянного тока |
| title_full_unstemmed |
Расчетно-экспериментальное определение температурных полей керна в П-образных печах графитации постоянного тока |
| title_sort |
расчетно-экспериментальное определение температурных полей керна в п-образных печах графитации постоянного тока |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Тепло- и массообменные процессы |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61251 |
| citation_txt |
Расчетно-экспериментальное определение температурных полей керна в П-образных печах графитации постоянного тока / Е.Н. Панов, С.В. Кутузов, С.В. Лелека, И.Л. Шилович, М.Ф. Боженко // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 2. — С. 22-28. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| series |
Промышленная теплотехника |
| work_keys_str_mv |
AT panoven rasčetnoéksperimentalʹnoeopredelenietemperaturnyhpolejkernavpobraznyhpečahgrafitaciipostoânnogotoka AT kutuzovsv rasčetnoéksperimentalʹnoeopredelenietemperaturnyhpolejkernavpobraznyhpečahgrafitaciipostoânnogotoka AT lelekasv rasčetnoéksperimentalʹnoeopredelenietemperaturnyhpolejkernavpobraznyhpečahgrafitaciipostoânnogotoka AT šilovičil rasčetnoéksperimentalʹnoeopredelenietemperaturnyhpolejkernavpobraznyhpečahgrafitaciipostoânnogotoka AT boženkomf rasčetnoéksperimentalʹnoeopredelenietemperaturnyhpolejkernavpobraznyhpečahgrafitaciipostoânnogotoka |
| first_indexed |
2025-07-05T12:14:49Z |
| last_indexed |
2025-07-05T12:14:49Z |
| _version_ |
1836809127863517184 |
| fulltext |
ЛИТЕРАТУРА
1. Нигматулин Р.И. Основы механики гете;
рогенных сред. – М.: Наука, 1978. – 336 с.
2. Шрайбер А.А., Гавин Л.Б., Наумов В.А.,
Яценко В.П. Турбулентные течения газовзвеси. –
К.: Наукова думка, 1987. – 240 с.
3. Абрамович Г.Н. О влиянии примеси твер;
дых частиц или капель на структуру турбулент;
ной газовой струи // Докл. АН СССР. – 1970. – Т.
190, № 5. – С. 1052–1055.
4. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А. Математиче;
ская модель двухфазной турбулентной струи //
Изв. АН СССР. МЖГ. – 1981. – № 6. – С. 69–77.
5. Милоевич Д., Солоненко О.П., Крылов Г.М.
Сравнительный анализ некоторых моделей тур;
булентного переноса инерционных частиц //
Процессы переноса в одно; и двухфазных сре;
дах. Новосибирск: Ин;т теплофизики СО АН
СССР. 1986. – С. 70–80.
6. Кондратьев Л.В. Модель и численное ис;
следование турбулентного течения газовзвеси в
трубе. Автореф. дисс. канд. физ.;мат. наук. – Л.,
1989. – 18 с.
7. Деревич И.В., Ерошенко В.М. Расчет осред;
ненного скоростного скольжения фаз при турбу;
лентном течении дисперсных потоков в каналах
// Изв. АН СССР. МЖГ. – 1990. – № 2. – С. 69–78.
8. Рохман Б.Б. Об уравнениях переноса кор;
реляционных моментов пульсаций скоростей
дисперсной фазы на стабилизированном участке
осесимметричного двухфазного потока. Часть I
// Пром. теплотехника. – 2005. – Т. 27, № 3. –
С. 9–16.
9. Hanjalic K., Launder B.E. A Reynolds stress
model of turbulence and its application to thin shear
flows // J. Fluid. Mech. – 1972. – 52, № 4. –
P. 609–638.
Получено 09.08.2005 г.
22 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 2
ТЕПЛО) И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Наведено результати эксперимен)
тальних досліджень та числових розра)
хунків температурних полів П)подібних
печей графітації постійного струму. За)
пропоновано емпіричні рівняння для
визначення середніх температур заго)
товок в керні для будь)якого проміжка
часу в залежності від теплофізичних
властивостей матеріалів, конструктив)
них розмірів керна та режимних пара)
метрів процесу графітації.
Приведены результаты эксперимен)
тальных исследований и численных рас)
четов температурных полей П)образных
печей графитации постоянного тока.
Предложены эмпирические уравнения
для расчета средних температур загото)
вок в керне для любого момента време)
ни в зависимости от теплофизических
свойств материалов, конструктивных
размеров керна и режимных параметров
процесса графитации.
Results of the temperature fields exper)
imental investigations and numerical simu)
lation in the П)shaped direct current
graphitation kilns are performed. Fitted
equations are performed for average tem)
peratures calculation of billets in the kern
for arbitrary time depending of thermo)
physical properties, kern geometry and
technologies parameters of the graphita)
tion process.
УДК 621.3.035.2:536.5
ПАНОВ Е.Н.1, КУТУЗОВ С.В.2, ЛЕЛЕКА С.В.1,
ШИЛОВИЧ И.Л.1 , БОЖЕНКО М.Ф.1
1Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”
2Открытое акционерное общество “Украинский графит”
РАСЧЕТНО)ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ КЕРНА В П)ОБРАЗНЫХ ПЕЧАХ
ГРАФИТАЦИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Введение
Завершающим технологическим переделом
при производстве углеграфитовых изделий явля;
ется процесс графитации, сущность которого со;
стоит в высокотемпературной обработке этих из;
делий до 2500...3000 оС в специальных
графитировочных печах.
При высокотемпературной обработке изделий
происходит непрерывное изменение свойств ма;
териалов – повышение плотности и теплопро;
водности; снижение электросопротивления,
твердости и содержания зольных примесей; по;
вышение реакционной способности, в частнос;
ти, окисляемости; улучшение некоторых анти;
фрикционных свойств.
При промышленном производстве графити;
рованных изделий процесс графитации осуще;
ствляется в электрических однофазных печах со;
противления по двум технологиям: Ачесона и
Кастнера.
По способу Ачесона, применяемого на ОАО
“Укрграфит”, нагрев углеродных заготовок осу;
ществляется теплопроводностью и излучением
от пересыпки, находящейся в пространстве меж;
ду заготовками, в нормальных прямых и П;об;
разных печах.
Постановка задачи
Несмотря на простоту конструкции печей,
очевидна сложность задач, связанных с совер;
шенствованием технологии графитации в них.
Здесь при анализе необходимо учитывать то, что
электро; и теплофизические свойства всех мате;
риалов загрузки существенно и нелинейно зави;
сят от температуры, а осуществление режима
ввода электроэнергии в печь зависит от пределов
регулирования напряжения и наибольшей вели;
чины тока трансформатора. Следует также учесть
и то, что сам процесс нагрева является довольно
энергоемким и потребляет до 75% всей энергии,
затрачиваемой на производство графитирован;
ных изделий.
В отечественной и зарубежной литературе до;
статочно внимания уделено анализу факторов,
влияющих на качество графитируемых изделий.
Это, например, способы укладки керна [1;3],
свойства материалов пересыпки и теплоизоля;
ции [4;7], скорость подъема температуры [8;9] и
др. Проанализированы также и способы управле;
ния процессом графитации [10;11], наиболее
правильным из которых, на наш взгляд, является
управление по изменению температуры.
Из литературы, опыта практической работы и
проведенных нами экспериментальных исследо;
ваний известно, что в промышленных условиях
практически невозможно выполнить достовер;
ные измерения температур, характеризующих
окончание процесса графитации, поэтому управ;
ление этим процессом во всем мире в настоящее
время ведется только по заранее заданному рас;
ходу энергии, т. е. без осуществления обратной
связи.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 2 23
ТЕПЛО) И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
b – ширина керна;
с – удельная массовая теплоемкость элемента
печи и заготовок;
dэкв = 4Hb/(H+b) – эквивалентный диаметр керна;
Fo = ; число Фурье;
H – высота керна;
– определяющий размер;
Pτ – количество подведенной электрической
энергии;
qv – объемная плотность внутреннего источника
теплоты;
t – температура элемента печи;
tτ – текущая истинная средняя температура заго;
товок в керне;
X (x, y, z) – декартовы координаты;
λ – коэффициент теплопроводности;
ρ – плотность элемента печи и заготовок;
Θ = – безразмерная температура;
ф – время с начала подвода мощности;
– оператор Гамильтона.
Нижние индексы:
гр – графитация;
экв –эквивалентный;
i – текущее значение параметра.
p – давление;
τ – время;
Сокращения:
ВР – вольфрам;рений;
УЭС – удельное электрическое сопротивление;
ХА – хромель;алюмель.
∇
ττ τλ Pt o /
o
2/ ocρλτ
Таким образом, представляется целесообраз;
ным и необходимым при определении темпера;
турных полей в печах графитации, особенно на
завершающей стадии процесса, использование
метода математического моделирования, для ре;
ализации которого в практических условиях не;
обходимы экспериментальные температурные
поля в области возможных достоверных темпера;
турных измерений.
Методика проведения
экспериментальных исследований и
полученные результаты
Экспериментальные исследования темпера;
турно;теплового режима были проведены на
П;образных печах постоянного тока № 23 (3 кам;
пании), № 25 и № 27 (по 1 кампании).
Измерения температур внутри заготовок про;
изводили непосредственно вольфрам;рениевы;
ми и хромель;алюмелевыми термопарами, а на
поверхности – оптическим пирометром и кос;
венно с помощью измерительного графитового
блока с установленными на определенных рас;
стояниях вольфрам;рениевыми термопарами.
Для изготовления вольфрам;рениевых тер;
мопар использовали проволоку ВР 5/20;3 с
диаметром термоэлектродов 0,5 мм. Для элек;
троизоляции термоэлектродов на них одевали
двухканальную алундовую соломку, горячий спай
термопары сваривали в среде гелия, после чего
термопару помещали в муллито;кремнеземис;
тый чехол МКРЦ с температурой допустимого
применения до 1800 оС. Внутреннюю полость
трубки засыпали порошком нитрида бора, после
чего осуществляли ее дегазацию в трубчатой печи
при температуре 700 оС. Каждая термопара прове;
рялась на одинаковость показаний по образцовой
платиновой термопаре, помещаемой на внешней
поверхности ВР термопарного чехла. С целью ис;
ключения электрического контакта между керном
и измерительной системой, который может воз;
никать из;за наличия электропроводной графито;
вой пыли, термоэлектроды свободных концов
термопар изолировали фторопластовыми и поли;
хлорвиниловыми трубками.
Термоэлектроды хромель;алюмелевых термо;
пар изолировали высокотемпературной кремне;
земистой нитью, нанесенную на них в виде двой;
ной оплетки, рабочий спай сваривали в воздуш;
ной среде, после чего термопару помещали в
трубку из нержавеющей стали, внутреннюю по;
лость которой засыпали порошком окиси маг;
ния. Также как и для ВР термопар свободные
концы ХА термопар изолировали фторопласто;
выми и полихлорвиниловыми трубками. ХА тер;
мопары проверяли на одинаковость показаний и
соответствие их градуировки табличным значе;
ниям по образцовой платиновой термопаре.
В качестве вторичного прибора для измерения
температур в режиме реального времени и ис;
ключения непосредственного контакта с датчи;
ками температур использовали разработанный в
НТУУ “КПИ” измерительный комплекс сбора
данных для высокотемпературных технологичес;
ких процессов [12].
В качестве примера на рис. 1 приведена схема
установки термопар в одном из сечений печи
№27, а на рис. 3 – экспериментально измерен;
ные температуры внутри заготовок.
Примерное количество экспериментальных
данных может быть оценено исходя из того, что в
среднем на каждой кампании использовали 32
входа модулей сбора данных с частотой опроса от
1 до 10 мин. При длительности одной кампании
70…80 часов примерное количество опытных дан;
ных для всех 5 кампаний составляет от 14 до 16 тыс.
экспериментальных значений температуры.
Полученные данные экспериментальных из;
мерений позволили получить базу данных для
настройки численной модели печи графитации
постоянного тока.
Результаты математического
моделирования температурных полей
Нелинейное нестационарное уравнение теп;
лопроводности с внутренними источниками теп;
лоты для неоднородного тела (составной конст;
рукции), каким является печь графитации, имеет
вид
(1)
с соответствующими условиями однозначности
(начальными, граничными, физическими) [13].
c t t
t
div t t X q Xpi i i vi( ) ( ) = ( )∇ ( )⎡⎣ ⎤⎦ + >ρ
τ
λ τ( ), 0
24 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 2
ТЕПЛО) И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Для решения уравнения (1) использовали прямой
метод граничных элементов, а численные расчеты
проводили на персональной ЭВМ с использованием
специально разработанного в НТУУ “КПИ” про;
граммного обеспечения, при этом для каждой кам;
пании задавали следующие исходные данные:
; геометрические характеристики печи, заго;
товок и пересыпки;
; регламент ввода мощности;
; теплофизические свойства конструкционных,
керновых и теплоизоляционных материалов;
; влажность материалов;
; коэффициенты теплоотдачи от стен, пола пе;
чи и верха теплоизоляции керна.
Геометрические параметры модели задавали в
соответствии с чертежами ОАО “Укрграфит”: раз;
меры печи; толщину теплоизоляции снизу керна;
толщину постели; диаметр, длину обожженных
заготовок и количество их слоев; толщину шунти;
рующого бокового слоя; толщину одеяла; толщи;
ну насыпной теплоизоляции сверху керна.
Графики ввода мощности задавали в соответ;
ствии с ведомостями проведенных кампаний, а
распределение теплового источника по сечению
керна – в соответствии с УЭС керновых пересы;
пок этих же кампаний.
На рис. 2 представлено температурное поле в
поперечном сечении керна печи №27 при дости;
жении максимального значения температур в за;
готовках, а на рис. 4 – зависимости средних тем;
ператур от относительного времени для всех
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 2 25
ТЕПЛО) И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Рис. 1. Схема установки термопар в среднем
сечении печи №27 (кампания 478):
I – теплоизоляционная шихта; II – пересыпка;
III – разделительная стенка; IV – заготовки;
V – подина; 1�6, 10�13, 17�20, 26�28 – номера
термопар.
Рис. 2. Расчетное температурное поле в
поперечном сечении печи №27 (кампания 478) на
момент максимальных значений температуры в
заготовках (72 ч).
кампаний (относительное время – отношение
текущего времени к максимальному для соответ;
ствующей кампании).
Обобщение результатов эксперимента и
численных расчетов
Одним из параметров, характеризующих про;
цесс графитации, как указывалось выше, являет;
ся температура заготовок в печи. По этой темпе;
ратуре можно судить о протекающих при нагреве
заготовок процессах, а при достижении ее конеч;
ного значения 2500...3000 оС и соответствующей
временной выдержке определяют завершение
процесса графитации.
Выше отмечалось, что практические измере;
ния температур составляют определенные труд;
ности, а математическое моделирование, о чем
свидетельствуют проведенные численные расче;
ты, связано с соответствующими временными
затратами.
Поэтому практический интерес представляет
получение эмпирических уравнений, с помощью
которых можно было бы оперативно определять
текущую температуру заготовок в зависимости от
времени, конструктивных размеров керна и ре;
жимных параметров процесса графитации, а так;
же теплофизических свойств материалов загото;
вок. Подобный подход использовали авторы
работ [14,15] при исследовании процессов обжи;
га подин алюминиевых электролизеров, пред;
ставляющих собой монолитные устройства из
угольных блоков, пространство между которыми
заполнено набивной подовой массой.
Из входящих в уравнение (1) параметров со;
ставили 2 безразмерных комплекса – безразмер;
ную среднюю температуру заготовок в керне Θ и
безразмерное время (число Фурье Fo). Таким об;
разом, для нестационарного режима нагрева за;
готовок в керне безразмерная температура Θ для
любого момента времени с начала подвода мощ;
ности, не считая периода, когда идет испарение
26 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 2
ТЕПЛО) И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Рис. 3. Экспериментальные значения температур внутри заготовок по оси: а) – 1 ряда; б) – 3 ряда.
Рис.4. Зависимости средних температур
заготовок в керне tττ от относительного времени
кампании ττ / ττmax:
144, 208, 397, 478, 530 � номера кампаний.
а б
влаги из пересыпки и температура заготовки ос;
тается практически постоянной, зависит от чис;
ла Fo.
При определении безразмерных чисел за опре;
деляющий размер брали эквивалентный диаметр
керна dэкв, а теплофизические свойства материа;
лов заготовок при различных температурах при;
нимали по литературным данным.
Рассчитанные безразмерные числа Θ и Fo при
использовании полученных на основании мате;
матического моделирования средних температур
керна, теплофизических свойств заготовок в за;
висимости от температуры, количества подве;
денной к керну печи электроэнергии Pτ для вы;
бранных промежутков времени τ для П;образных
печей постоянного тока при графитации элект;
родов большого диаметра представлены на рис. 5
в виде зависимости Θ = f(Fo). При последующей
аппроксимации кривых Θ = f(Fo) получены сле;
дующие эмпирические уравнения для расчета
средних температур керна:
; в первой области
Θ = ; 0,0024 + 0,0847Fо, (2)
; во второй области
Θ = 0,0097 + 0,0255Fо. (3)
Анализ полученных данных показывает, что
первая область (для чисел Fo < 0, 205) характе;
ризуется существенным ростом безразмерной
температуры с увеличением числа Фурье.
При достижении числом Фурье значения
Fo = 0,205 наступает автомодельная область, ха;
рактеризующаяся незначительным изменением
величины Θ при увеличении числа Fo.
Точку пересечения двух прямых, представлен;
ных уравнениями (2) и (3), можно считать нача;
лом процесса графитации заготовок, при кото;
ром происходит фазовый переход с уплотнением
кристаллической решетки графита. Точка излома
соответствует числу Fo = 0,205 и безразмерной
температуре Θ = 0,149, для которой истинная
температура начала графитации заготовок со;
ставляет tгр = 2100 оС. При дальнейшем повыше;
нии температуры процесс графитации заготовок
продолжается, а заканчивается при температурах
2500…3000 оС.
Для практического пользования полученны;
ми уравнениями (2) и (3) необходимо знать гео;
метрические размеры керна в поперечном сече;
нии, а в процессе графитации через каждый час
фиксировать затраты подводимой электроэнергии
(Pτ, кВт · ч).
Расчет средних температур заготовок в керне
производится в следующей последовательности:
1. Для заданного промежутка времени τ, ч,
оценивается ориентировочная средняя темпера;
тура заготовок, по которой определяется их сред;
няй коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м · К),
и средняя объемная теплоемкость сρ, Дж/(м3 · К),
а затем вычисляется число Фурье Fо.
2. При известных параметрах загрузки вы;
числяется определяющий размер = dэкв, м.
3. По зависимости (2) или (3) вычисляется без;
размерная средняя температура заготовок в керне Θ.
4. Действительная средняя температура заго;
товок в керне для заданного промежутка времени
вычисляется из следующего соотношения:
.
5. Для найденной действительной темпера;
туры в последовательности, описанной выше,
уточняются величины λ, сρ, Fо, Θ и окончатель;
ное значение действительной температуры tτ .
Выводы
1. На основании экспериментальных иссле;
дований и численных расчетов определены тем;
пературные поля П;образных печей графитации
постоянного тока при графитации электродов
больших диаметров.
o
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 2 27
ТЕПЛО) И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Рис. 5. Зависимость безразмерной температуры
заготовок в керне ΘΘ от числа Фурье Fo:
– камп. № 144; ×× – № 208; ж – № 397;
– № 478; – № 530.
2. Получены удобные для практического
пользования эмпирические уравнения для расче;
та средних температур заготовок в керне для лю;
бого момента времени в зависимости от теплофи;
зических свойств материалов, конструктивных
размеров керна и режимных параметров процес;
са графитации.
3. Исходя из физических представлений о
процессе графитации, графическим путем опре;
делена температура начала графитации электро;
дов, составляющая около 2100 оС.
4. Полученные в работе результаты дают
возможность оперативно, просто и достаточно
точно определить параметры процесса графита;
ции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Веселовский В.С. Угольные и графитные
конструкционные материалы. – М.: Наука, 1966. –
227 с.
2. Кузин Б.М., Белоусов В.М. Булатов Г.Ф. и
др. Результаты испытаний новых схем загрузки
электродов и применение унифицированной
теплоизоляционной шихты в графитировочных
печах // Вопросы графитации углеродистых ма;
териалов. – М.: 1968. – Ч.І. – С. 57–69.
3. А.с. 1350110 СССР. Способ укладки элект;
родных заготовок в печи графитации /В.Ю. Зна;
меровский, В.А. Коцюр, Д.М.Кузнецов // От;
крытия. Изобретения. – 1987. – №41.
4. Знамеровский В.Ю., Яшкина В.В. Влияние
удельного электросопротивления пересыпки на
температурный режим печи графитации // Цвет;
ные металлы. – 1985. – №2. – С. 39–41.
5. Wilkening S. Zur Berechnung der Storm – und
Leistungsverteilung in Acheson – Grafitierungsцfen /
Proc. 3 conf. on Carbon. Baden;Baden.: 1980. –
P. 477–480.
6. Доржиев М.Н., Кузин Б.М., Шугаев Э.А. О
теплоизоляции графитировочной печи // Цвет;
ные металлы. – 1965. – №4. – С. 34–36.
7. Смирнова В.Ю., Мокрушина О.В. Чичулин
Н.И. и др. Критерий оценки физических свойств
теплоизоляционных шихт печей графитации //
Производство углеродных материалов. Сб. на;
учн. тр. – М.: НИИГрафит. – 1982. – С. 50–54.
8. Лутков А.И., Пешкова Г.А. Влияние
температуры графитации на структуру и электри;
ческие свойства искусственного графита // Хи;
мия твердого топлива. – 1977. – №6. – С. 18–22.
9. Соседов В.П., Сасс�Тисовский В.Б., Карма�
нов А.С. О рациональном графике подъема мощ;
ности и температуры в процессе графитации //
Цветные металлы. – 1967. – №2. – С. 62–63.
10. А.с. 1312074 СССР. Способ управления
процессом графитации /Ю.М. Поповкин, В.И.
Кваша // Открытия. Изобретения. – 1987. – №19.
11. Патент 228647 ГДР. Измерительное уст;
ройство для определения конечной точки при
процессах графитации по методу Ачесона
//Опубликован 16.10.1985.
12. Лелека С.В. Измерительный комплекс для
промышленного сбора и обработки эксперимен;
тальных данных // Научно – технический вест;
ник НИЦ “Ресурсосберегающие технологии”
НТУУ “КПИ”. – 2001–2003. – №1. – С. 14–15.
13. Карвацький А.Я., Дудніков П.Й., Леле�
ка С.В., Кутузов С.В. Використання методу гра;
ничних елементів для розв’язання нестаціонар;
них тривимірних задач теплопровідності// Вісті
Академії інженерних наук України. – 2006. –
№ 2(29). – С. 14 – 21.
14. Панов Е.Н., Васильченко Г.Н., Даниленко
С.В. и др. Тепловые процессы в электролизерах и
миксерах алюминиевого производства / Под
общ. ред. Б.С. Громова. – М.: Издательский дом
“Руда и металлы”. – 1998. – 256 с.
15. Б.С. Громов, Е.Н. Панов, М.Ф. Боженко и
др. Обжиг и пуск алюминиевых электролизеров. /
Под общ. ред. Б.С. Громова. – М.: Издательский
дом “Руда и металлы”. – 2001. – 336 с.
Получено 18.10.2006 г.
28 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 2
ТЕПЛО) И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
|