Введение к работе
Актуальность темы. Пламенные печи являются основным аг-агатом для нагрева металла перед обработкой давлением и пос-;э дующей термической обработкой. Поэтому повышение эффективно-ти пламенного нагрева и создание совершенных конструкций пла-:энных печеа имеет важное народнохозяйственное значение.
Основным способом сокращения удельных расходов топлива вляется интенсификация конвективного теплообмена в пламенных эчах машиностроения. Высокоскоростные струйные потоки, атаку-щка металл со скоростями 100 - 150 м/с, позволяют многократно величить конвективную теплоотдачу к металлу и значительно со-ратить удельные расходы топлива.
Сложная структура турбулентных потоков, развивающихся в абочем пространстве печи, разнообразие геометрических и ренти факторов предопределяют высокий уровень сложности рас-этных методов, трудности их численной реализации. Существую-кэ методы расчета конвективного теплообмена в пламенных пэ-ах, базирующиеся на полузмпирических соотношениях, не отвечают озроспшм требованиям практики. Поэтому разработка численных эдэлэй, описывающих конвекцш в пламенных печах па основе соименных методов вычислительной гидродинамики, является акту-льноа задачей.
Самым распространенным генератором теплового и динамичес-эго импульса в рабочем пространстве пламэнных печеа машиност-
роения, применяемым в настоящее время, являются высокоскоростные туннельные горелочные устройства с практически полны?.! сжиганием топлива в туннеле. В связи с этим большой интерес представляет численное исследований струйных течений в рабочь: пространстве пламенной печи.
Основной целью диссертации является разработка эффективных численных моделей процессов теплопероноса в пламенных почах машиностроения и элементах их конструкций на базе числзн-ных методов, заложенных в пакете прикладных програмі (ППП) Ife] тун, а также создание проблемно-ориентированного комплекс: программ для расчета конкретных теплотехнических устройств.
Научная новизна. На базе ППП Нептун разработаны численны* модели для исследования конвективного теплообмена в рабочеі пространстве пламенных печей и элементах их конструїщиа. Н основе двуыерных уравнений Навье-Стокса, к-* модели турбуленг ности, теории погранслоя, теории турбулентных струй построен эффективные численные модели газового инжектора, канала, печ скоростного нагрева, рециркуляционной термической печи перио даческого действия. Проведены численные эксперименты, предста влены результаты параметрических исследований.
Практическая значимость. Разработан-комплекс программ дл численного исследования конвективного теплообмена в пламенны печах машиностроения. Проблемно-ориентированная версия ПП Нептун используется во ВНИПИТеплопроект для расчета конкретно го теплотехнического оборудования на стадии предпроектной про
іаботки.
Апробация работы. Полученные в работе результаты доклады-іались на XIV международной летней школе "Приложения математи-м в технике" в г. Варна (Болгария) в 1988 году, на советско-конском симпозиуме по вычислительной гидродинамике в г. Хзба-ювск (СССР) в 1988 году, на семинаре академика А.А.Самарского в МГУ га. М.В.Ломоносова в 1991 году.
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы і пяти статьях и одном научно-исследовательском отчете.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введе-ия, пяти глав, заключения и списка литературы, включающего 20 наименований. Общий объем работы составляет 12в стр. маши-:описного текста, включая 41 рис. и 1 таблицу.
