Математическое моделирование тепловых процессов непрерывной разливки металлов

Читать фрагмент

книга

Математическое моделирование тепловых процессов непрерывной разливки металлов

Представлены методы математического и компьютерного моделирования для изучения тепловых процессов, происходящих в непрерывном слитке во время его движения в области кристаллизатора и в зоне вторичного охлаждения (ЗВО), а также тепловых процессов в рабочей стенке кристаллизатора. Изложены новые научно обоснованные технические решения по исследованию и совершенствованию организации теплотехнической части процесса разливки металлов в машинах непрерывного литья заготовок и способов повышения качества металлургической продукции.Для инженерно-технических работников научно-исследовательских и проектных институтов, металлургических и машиностроительных предприятий, а также преподавателей и студентов технических вузов.

Форматы: PDF

Издательство: Инфра-Инженерия

Год: 2022

Место издания: Москва, Вологда

ISBN: 978-5-9729-0898-1

Страниц: 284

Артикул: 117762

Электронная книга

1350 ₽

Купить и скачать

Содержание

Содержание книги "Математическое моделирование тепловых процессов непрерывной разливки металлов "

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Обзор методов математического моделирования тепловых процессов в непрерывном слитке и кристаллизаторе

1.1. Краткая историческая справка о развитии технологии непрерывной разливки

1.2. Математическое моделирование поля температур непрерывного слитка и стенок кристаллизатора МНЛЗ

1.2.1. Математическая модель тепломассопереноса в непрерывном слитке с классическим условием Стефана

1.2.2. Математическая модель квазиравновесной зоны

1.2.3. Методы учета диффузионных процессов при затвердевании металлов и сплавов

1.2.4. Моделирование влияния гидродинамических процессов в расплавленной части на поле температур непрерывного слитка

1.2.5. Модель с определением положения двухфазной зоны методом задания функции состава гетерогенной смеси

1.2.6. Требования к прогнозным моделям

1.3. Анализ методов наблюдения тепловых процессов в кристаллизаторе МНЛЗ

1.3.1. Метод измерения перепада температур

1.3.2. Метод калориметрирования

1.3.3. Система «Кристаллизатор»

1.3.4. Измерения температуры при помощи волоконных световодов

1.3.5. Контроль эффективной толщины зазора между поверхностью слитка и стенкой кристаллизатора

1.3.6. Методики моделирования температурного поля кристаллизатора

1.4. Методики наблюдения глубины и формы жидкой лунки непрерывного слитка

1.5. Математическое моделирование при проектировании форсуночного охлаждения МНЛЗ

1.5.1. Методы идентификации коэффициента теплоотдачи под форсунками

1.5.2. Моделирование температурного поля непрерывного слитка для различных параметров форсуночного охлаждения

1.5.3. Критерий оптимальности размещения форсунок

1.6. Современные подходы к эффективному управлению теплотехническими процессами в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ

1.6.1. Определение рациональных теплофизических параметров работы ЗВО

1.6.2. Критерии качества непрерывного слитка

1.6.3. Управление расходами охлаждающей воды в ЗВО

1.7. Методы изучения закономерностей образования макроструктуры непрерывного слитка

1.8. Постановка задач

ГЛАВА 2. Системный анализ математических моделей температурного поля и границы фазового перехода в непрерывном слитке

2.1. Формализация моделируемого процесса теплопереноса внутри непрерывного слитка

2.2. Уравнения теплопроводности, граничные и начальные условия для поля температур непрерывного слитка

2.3. Конечно-разностные аналоги уравнений теплопроводности и граничных условий

2.4. Методы задания положения границы фазового перехода в кристаллизующемся непрерывном слитке

2.4.1. Задача Стефана

2.4.2. Численное решение задачи с условием Стефана

2.4.3. Определение положения двухфазной зоны методом задания эффективной теплоемкости

2.4.4. Моделирование температурного поля непрерывного слитка с определением положения границы фазового перехода методом задания функции состава гетерогенной смеси

2.4.5. Определение положения двухфазной зоны методом задания условий Стефана для границ однофазной и двухфазной областей

2.5. Сравнительный анализ методов моделирования положения границы фазового перехода

2.6. Выводы

ГЛАВА 3. Математическое моделирование и система диагностики теплотехнических параметров кристаллизатора

3.1. Характеристика тепловых процессов в кристаллизаторе

3.2. Математическая модель температурного поля кристаллизатора

3.3. Результаты моделирования температурного поля стенок кристаллизатора и слитка внутри кристаллизатора

3.4. Процессы усадки непрерывнолитой заготовки в кристаллизаторе

3.4.1. Расчет естественной усадки непрерывнолитой заготовки в кристаллизаторе

3.4.2. Определение интенсивности силового взаимодействия в угловых элементах кристаллизатора

3.4.3. Выбор оптимальной скорости разливки сортовых заготовок через многоконусные кристаллизаторы

3.4.4. Определение оптимального уровня металла в кристаллизаторе

3.4.5. Разработка методики для проектирования конусности кристаллизаторов

3.5. Неравномерность затвердевания непрерывнолитых заготовок в радиальных кристаллизаторах, вызванная воздействием падающей струи металла

3.6. Влияние неравномерного охлаждения в кристаллизаторе на температурное поле заготовки

3.7. Оперативная диагностика теплотехнических процессов в кристаллизаторе

3.8. Выводы

ГЛАВА 4. Изменения формы жидкой лунки при варьировании параметров процесса непрерывной разливки

4.1. Процессы, определяющие положение двухфазной зоны и глубину жидкой лунки в непрерывнолитой заготовке

4.2. Моделирование температурного поля непрерывнолитого сляба и формы жидкой лунки

4.3. Исследование функций чувствительности и влияния различных параметров процесса разливки на форму и глубину жидкой лунки слябовой заготовки

4.3.1. Функции чувствительности

4.3.2. Реакция формы и глубины жидкой лунки на варьирование скорости вытягивания слитка

4.3.3. Реакция формы и глубины жидкой лунки на изменения параметров вторичного охлаждения слитка

4.3.4. Исследование влияния геометрических и теплофизических параметров на глубину и форму жидкой лунки

4.4. Исследование реакции формы и глубины жидкой лунки на изменения параметров разливки для сортовой заготовки

4.5. Экспериментальное подтверждение результатов моделирования для сортовой заготовки

4.6. Выводы

ГЛАВА 5. Методика расчета оптимальных параметров форсуночного охлаждения

5.1. Экспериментальное определение коэффициента теплоотдачи под форсунками

5.2. Идентификация коэффициента теплоотдачи

5.3. Моделирование температурного поля непрерывного слитка для различных параметров форсуночного охлаждения

5.4. Расчет оптимальных параметров форсуночного охлаждения одного уровня для непрерывнолитого сляба

5.5. Неравномерность распределения температуры поверхности по длине заготовки в зоне вторичного охлаждения

5.6. Рациональное распределение интенсивности охлаждения поверхности круглой непрерывнолитой заготовки в зоне вторичного охлаждения

5.7. Выводы

ГЛАВА 6. Определение рациональных режимов расхода охлаждающей воды в ЗВО

6.1. Критерии качества температурного поля непрерывного слитка

6.2. Прогнозное управление тепловым состоянием непрерывного слитка

6.3. Определение рациональных параметров тепловой работы ЗВО слябовых МНЛЗ

6.4. Выводы

ГЛАВА 7. Исследование влияния тепловых процессов на формирование макроструктуры непрерывного слитка

7.1. Структурные зоны массивного стального слитка

7.2. Моделирование поля температур большого стального слитка

7.3. Прогнозное моделирование структуры для непрерывного слитка

7.4. Сравнительный анализ особенностей формирования структуры стального и латунного слитков

7.5. Математический прогноз формирования структурных зон в массивном латунном слитке

7.6. Влияние структурного критерия Пекле на процесс формирования столбчатых кристаллов

7.7. Влияние термального критерия Пекле на процесс формирования столбчатых кристаллов в непрерывном латунном слитке

7.8. Выводы

ЛИТЕРАТУРА

Отрывок из книги

19 ܥିൌ ݇஼ܥା , ሺݔ,ݕ,ݖሻ א ߦ. (1.14) ɝɞɟ ݇஼ – ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɪɚɫɩɪɟɞɟɥɟɧɢɹ ɩɪɢɦɟɫɢ. ɍɫɥɨɜɢɟɦ, ɨɩɪɟɞɟɥɹɸɳɢɦ ɝɪɚɧɢɰɭ ɮɚɡɨɜɨɝɨ ɩɟɪɟɯɨɞɚ ߦ, ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɪɚɜɟɧɫɬɜɨ ܶሺ߬,ݔ,ݕ,ݖሻ ൌ ܶ௞௥. (1.15) ɂɡ ɡɚɤɨɧɚ ɫɨɯɪɚɧɟɧɢɹ ɦɚɫɫɵ ɮɨɪɦɭɥɢɪɭɸɬɫɹ ɭɫɥɨɜɢɹ ɫɨɩɪɹɠɟɧɢɹ ɞɥɹ ɩɨɬɨ-ɤɨɜ (vሬԦ ൌ0 ɧɚ ߦ ɜ ɭɪɚɜɧɟɧɢɢ (1.13)): ቂܦడ஼డ௡ሬԦ൅vకܥቃ ൌ0, ሺݔ,ݕ,ݖሻ א ߦ, (1.16) ɝɞɟ vక – ɫɤɨɪɨɫɬɶ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɝɪɚɧɢɰɵ ɮɚɡɨɜɨɝɨ ɩɟɪɟɯɨɞɚ ɩɨ ɧɨɪɦɚɥɢ, ɤɜɚɞɪɚɬɧɵɟ ɫɤɨɛɤɢ [ ] ɨɛɨɡɧɚɱɚɸɬ ɡɞɟɫɶ ɫɤɚɱɨɤ ɩɪɢ ɩɟɪɟɯɨɞɟ ɝɪɚɧɢɰɵ ɤɨɧɬɚɤɬɚ. ɇɚɩɪɢɦɟɪ ሾ݂ሿ ൌ ݂ ሺ˘ ൅0,˖,ݖሻ െ ݂ ሺ˘ െ0,˖,ݖሻ. ɉɪɢɧɢɦɚɹ ɜɨ ɜɧɢɦɚɧɢɟ (1.14), ɷɬɨ ɭɫɥɨɜɢɟ ɦɨɠɧɨ ɩɟɪɟɩɢɫɚɬɶ ɜ ɜɢɞɟ ቂܦడ஼డ௡ሬԦቃ ൌ െvకሺ1െ ݇஼ሻܥା, ሺݔ,ݕ,ݖሻ א ߦ. (1.17) ɇɚ ɝɪɚɧɢɰɚɯ ɪɚɫɱɺɬɧɵɯ ɨɛɥɚɫɬɟɣ ɬɚɤɠɟ ɮɨɪɦɭɥɢɪɭɸɬɫɹ ɝɪɚɧɢɱɧɵɟ ɭɫɥɨɜɢɹ (ɪɚɜɟɧɫɬɜɨ ɧɭɥɸ ɩɨɬɨɤɨɜ) [162, ɫɬɪ. 55]. Ⱦɥɹ ɜɫɟɣ ɪɚɫɱɺɬɧɨɣ ɨɛɥɚɫɬɢ ɡɚɞɚɸɬɫɹ ɧɚɱɚɥɶɧɵɟ ɭɫɥɨɜɢɹ ɜ ɜɢɞɟ ɩɨɥɹ ɬɟɦ-ɩɟɪɚɬɭɪ ɜ ɧɚɱɚɥɶɧɵɣ ɦɨɦɟɧɬ ɜɪɟɦɟɧɢ. Ɍɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ ɥɢɤɜɢɞɭɫɚ ɢ ɫɨɥɢɞɭɫɚ, ɜɨɨɛɳɟ ɝɨɜɨɪɹ, ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɮɭɧɤɰɢɹɦɢ, ɤɨɬɨɪɵɟ ɡɚɜɢɫɹɬ ɨɬ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɰɢɢ ɜɟɳɟɫɬɜɚ ɧɚ ɷɬɢɯ ɝɪɚɧɢɰɚɯ ܶ௅ሺܥ௅ሻ, ܶௌሺܥௌሻ, ɝɞɟ ܥ௅ ɢ ܥௌ ɦɟɧɹɸɬɫɹ ɜɨ ɜɪɟɦɟɧɢ ɜ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ ɨɬ ɩɪɨɬɟɤɚɧɢɹ ɩɪɨɰɟɫɫɚ ɤɪɢɫɬɚɥɥɢ-ɡɚɰɢɢ. Ɉɞɧɚɤɨ ɞɥɹ ɭɩɪɨɳɟɧɢɹ ɦɨɞɟɥɢ ɡɚɱɚɫɬɭɸ ɩɨɥɚɝɚɸɬ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɰɢɢ ɜ ɠɢɞ-ɤɨɣ ɮɚɡɟ ɢ ɜ ɬɜɺɪɞɨɣ ɮɚɡɚɯ ɪɚɜɧɵɦɢ ɤɨɧɫɬɚɧɬɚɦ, ɢ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɟɧɧɨ ɩɨɫɬɨɹɧɧɵɦɢ ɡɧɚɱɟɧɢɹ ܶ௅ ɢ ܶௌ (ɤɚɤ, ɧɚɩɪɢɦɟɪ, ɜ ɦɨɞɟɥɢ ɢɫɩɨɥɶɡɭɸɳɟɣ ɩɪɚɜɢɥɨ ɪɵɱɚɝɚ ɢ ɦɨ-ɞɟɥɢ ɒɚɣɥɹ) [315]. 1.2.4. Ɇɨɞɟɥɢɪɨɜɚɧɢɟ ɜɥɢɹɧɢɹ ɝɢɞɪɨɞɢɧɚɦɢɱɟɫɤɢɯ ɩɪɨɰɟɫɫɨɜ ɜ ɪɚɫɩɥɚɜɥɟɧɧɨɣ ɱɚɫɬɢ ɧɚ ɩɨɥɟ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪ ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɨɝɨ ɫɥɢɬɤɚ ȼ ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɨɦ ɫɥɢɬɤɟ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɩɨɫɬɨɹɧɧɵɣ ɤɨɧɜɟɤɬɢɜɧɵɣ ɩɟɪɟɧɨɫ ɬɟɩɥɚ. Ɉɫɧɨɜɧɚɹ ɫɨɫɬɚɜɥɹɸɳɚɹ ɷɬɨɝɨ ɩɟɪɟɧɨɫɚ – ɞɜɢɠɟɧɢɟ ɫɚɦɨɝɨ ɫɥɢɬɤɚ ɜ ɦɚ-ɲɢɧɟ ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɨɝɨ ɥɢɬɶɹ. ȼ ɫɥɭɱɚɟ, ɤɨɝɞɚ ɪɚɫɱɺɬɧɚɹ ɨɛɥɚɫɬɶ ɪɚɫɫɦɚɬɪɢɜɚɟɬɫɹ ɜ ɫɢɫɬɟɦɟ ɤɨɨɪɞɢɧɚɬ, ɩɪɢɜɹɡɚɧɧɨɣ ɤ ɆɇɅɁ, ɩɟɪɟɧɨɫ ɬɟɩɥɚ ɜɦɟɫɬɟ ɫ ɞɜɢɠɭɳɢɦɫɹ ɫɥɢɬɤɨɦ ɭɱɢɬɵɜɚɟɬɫɹ ɜ ɨɫɧɨɜɧɨɦ ɭɪɚɜɧɟɧɢɢ ɬɟɩɥɨɩɪɨɜɨɞɧɨɫɬɢ ɜ ɜɢɞɟ ɫɥɚɝɚɟ-ɦɨɝɨ ɪɚɜɧɨɝɨ ɩɪɨɢɡɜɟɞɟɧɢɸ ɫɤɨɪɨɫɬɢ ɜɵɬɹɝɢɜɚɧɢɹ ɫɥɢɬɤɚ ɧɚ ɱɚɫɬɧɭɸ ɩɪɨɢɡɜɨɞ-ɧɭɸ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ ɜ ɷɬɨɦ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɢ. ȼ ɬɚɤɨɦ ɫɥɭɱɚɟ ɜ ɭɪɚɜɧɟɧɢɢ (1.1)

Внимание!
При обнаружении неточностей или ошибок в описании книги "Математическое моделирование тепловых процессов непрерывной разливки металлов (автор Анна Иванова, Алексей Бирюков)", просим Вас отправить сообщение на почту help@directmedia.ru. Благодарим!

Математическое моделирование тепловых процессов непрерывной разливки металлов

Содержание

Отрывок из книги

С книгой "Математическое моделирование тепловых процессов непрерывной разливки металлов" читают