ЗАСТОСУВАННЯ ПРОСТОРОВИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ ПОЛІВ ЗАДЛЯ СТВОРЕННЯ ТЕПЛОВИХ ПЕРЕШКОД У КАМЕРНИХ ПЕЧАХ
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2017-1-3Ключові слова:
просторове електричне поле, математичне моделювання, камерна піч, тепловий бар’єр, циркуляція пічних газівАнотація
Мета роботи. Дослідження можливості застосування просторового електричного поля для створення теплового бар’єру з метою покращення турбулентного руху газів у робочому просторі камерної печі та збільшення їх щільності у зоні розташування садки з металу, що нагрівається.Методи досліджень. За допомогою комплексу програм, що дозволяють прогнозувати з урахуванням турбулентності потоків рух пічних газів, проведені розрахункові дослідження полів їх швидкостей у камері.
Отримані результати. Виконано розрахункове дослідження турбулентного руху продуктів згоряння в камерній печі. Отримано картину полів швидкостей газів в робочому об’ємі та проведено аналіз щодо ефективності їх використання у зоні розташування металевих виробів, що нагріваються. Встановлено, що основна частина теплоти нагріває верхню частину печі і лише потім опускається вниз камери, де гази незначної щільності контактують з металом, при цьому більша їх кількість просто видаляється через димові вікна, не віддавши теплоти. Останнє призводить до перевитрати первинного енергоресурсу та зменшення енергетичної ефективності печі у цілому. Запропоновано створити тепловий бар’єр шляхом направлення деякої кількості останніх перпендикулярно тій їх частині, що видаляються з печі. Керуючим впливом у даного випадку слугує зазначене співвідношення обсягів газів. Результати моделювання циркуляційного руху пічних газів за наявності теплового бар’єра показали, що їх масова витрата поблизу заготівки зростає, а це свідчить про можливість досягнення потрібної температури металу за меншої витрати природного газу.
Наукова новизна. Вперше доказано, що застосовувати тепловий бар’єр доцільно шляхом створення просторового електричного поля у камері печі між пальником і садкою металу.
Практична значимість. Впровадження запропонованого способу створення теплового бар’єру за допомогою просторового електричного поля може сприяти підвищенню енергоефективності камерних печей.
Посилання
Yarymbash, S. T., Kilimnik, I. M., Yarymbash, D. S. (2011). Osobennosti jelektroteplovyh rezhimov glavnyh shinnyh paketov pechej grafitacii peremennogo toka, Electrical Engineering and Power Engineering, 1, 64–69. DOI: http://dx.doi.org/10.15588/1607-6761-2011-1-10.
Yarymbash, D. S., Olejnikov, A. M. (2013). Analiz jenergojeffektivnosti konstrukcij torcevyh soedinenij bokovyh shinnyh paketov i tokopodvodov pechej grafitacii Electrical Engineering and Power Engineering, 2, 26–34. DOI: http://dx.doi.org/10.15588/1607-6761-2013-2-3.
Svinolobov, N. P., Brovkin, V. L. (2002). Teoreticheskie osnovy metallurgicheskoj teplotehniki: uchebnoe posobie dlja vuzov, Dnipropetrovsk, Porogi, 154.
Gubinskij, V. I. (2004). Nagrevatel’nye pechi metallurgii - segodnja i zavtra, The Theory and practice of metallurgy, 6, 56-60.
Birjukov, A. B. (2012). Jenergojeffektivnost’ i kachestvo teplovoj obrabotki materialov v pechah: monografija, Donetsk, Noulidzh, 47.
Pat. Ukraine, 116305, Cposіb termіchnoї obrobki metalu u kamernih pechah perіodichnoї dії/ Ju. G. Kachan, A. A. Vіzer, V. L. Kovalenko, (Ukraine) ; applicant Zaporizhye State Engineering Academy. – u201612960 ; appdate 19.12.2016 ; pubdate 10.05.2017, bul. № 9. 4p.
Kachan, Ju. G., Stepkin, V. V., Liush, Ju. B. (2012). O povyshenii jenergojeffektivnosti kamernyh nagrevatel’nyh pechej s vykatnym podom putem izmenenija polozhenija gorelochnyh ustrojstv, Theory and the practician of metallurgy: nation-wide scientific and technical magazine, 5–6 (88–89), 87–91.
Kachan, Ju. G., Kovalenko, V. L., Vіzer, A. A. (2013). Shhodo mozhlivostі keruvannja teplovimi potokami prostorovim elektrichnim polem, Metallurgical heating engineering : collection of scientific labours of the National metallurgical academy of Ukraine, 13, 80–84.
Yakhot, V., Orszag, S., Thangam, S.et. al. (1992). Development of turbulence models for shear flows by a double technique. Phys. Fluids A., 4, 7, 1510–1520. DOI 10.1063/1.858424.
Lauder, B. E. (1974). The numerical computation of turbulent flow. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 3, 269–289.
Sibir’, A. V. (2007). Modelirovanie teploobmena v kamernoj pechi s central’noj regenerativnoj gorelkoj, Bulletin of Dnipropetrovsk University. Series: Mechanics, 2/1, 131–139.
Stepanov, E. M., D’jachkov, B. G. (1968). Ionizacija v plameni i jelektricheskoe pole, Moscow, Metallurgija, 312.
Huang, М. (2005). Ehd-enhanced heat and mass transfer: dissertation ... doctor of philosophy, Norman, The University of Oklahoma, 152.
Mahmoudi, S. R. (2012). Electrohydrodynamic enhancement of heat transfer and mass transport in gaseous media, bulk dielectric liquids and dielectric thin liquid films: dissertation ... doctor of philosophy, London: The University of Western Ontario, 253.
Dulikravich, G. S., Colaco, M. J. (2006). Convective heat transfer control using magnetic and electric fields. Journal of Enhanced Heat Transfer, 13 (2), 139–155.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2017 Yu. G. Kachan, A. A. Vizer, A. V. Sybir
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
