Введение к работе
Актуальность темы
"~ Процессы получения цветных и черных металлов с использованием мощных рудно-термических электропечей являются энергоемкими. В связи с этим теоретические и экспериментальные исследования электромагнитных и тепловых процессов, протекающих в указанных печах, и ведущие к разработке энергосберегающих технологий и печей для их реализации, являются актуальными.
Цель работы
Создание и развитие теоретических основ электромагнитных и тепловых процессов в рудно-термических электропечах с целью разработки на их основе оптимальных печей и энергосберегающих технологий.
Методы исследования
Математические методы моделирования электромагнитных и тепловых процессов, математическая статистика, ЭВМ, кондукто-метрия, потенциометрия, электролиз, физическое моделирование.
Научная новизна
предложены методы расчета электрических и тепловых процессов в рудно-термических печах, как объектах с распределенными параметрами;
предложена методика расчета электромагнитных процессов в печи с использованием зеркальных изображений на плоскости и в трехмерном пространстве по Кельвину;
при выводе уравнений и формул в качестве независимых переменных пространства использовано изображение расстояний в электропроводящей среде в комплексной форме записи;
- в расчетах тепловых процессов, протекающих в рудно-
термических печах, использовано понятие термической напряжен
ности, существенно облегчающей расчеты;
- предложен метод расчета нагрузки (сопротивления) между
концами электродов в рудно-термической печи.
2 Практическое значение работы
На основе проведенных теоретических и модельных исследований сделаны следующие практические рекомендации:
- на основе полученных математических моделей с
использованием ЭВМ могут быть найдены оптимальные
технологические и конструктивные параметры рудно-термических
печей;
- выведены формулы для расчета активной проводимости
между двумя параллельными цилиндрическими электродами в
однофазных рудно-термических печах с цилиндрическим и
прямоугольным корпусом.
При соответствующем пересчете они могут быть использованы для анализа процессов в трехфазных печах с расположением электродов в вершинах равностороннего треугольника.
Кроме того на основе материалов исследования можно произвести расчет оптимальной протекторной защиты различных устройств, а также расчет распределения тока в электролизных ваннах.
Положения, выносимые на защиту
- Методика расчета поперечной активной проводимости
между электродами рудно-термической печи с цилиндрическим и
прямоугольным корпусом с использованием метода
последовательных зеркальных изображений, расположенных в
бесконечном пространстве с представлением расстояний в
комплексной форме записи.
Расчет распределения напряжений и тока вдоль электродов в рудно-термической печи как объекте с распределенными параметрами и тепловыделения в рабочем пространстве.
Методика расчета тепловых процессов в рабочем пространстве рудно-термических печей, аппроксимированных в виде шара и цилиндра с использованием эквивалентной теплопроводности футеровки.
- Критериальные соотношения между масштабными
коэффициентами и критерии подобия при моделировании
электрических процессов рудно-термических печей (как объектов
с сосредоточенными и распределенными параметрами) в
электролитных ваннах.
Апробация работы
Положения диссертационной работы доложены автором и обсуждены на научно-технических конференциях СКГТУ (г. Владикавказ) в 1995, 1996, 1997 г.г.
Публикации
Основные результаты диссертационной работы
опубликованы в 8 статьях.
Структура и объем работы