Введение к работе
Актуальность темы. Исследования в области промышленной теплоэнергетики должны быть направлены на решение задач по установлению минимальных уровней расхода топлизно-энергетических ресурсов. Сложившееся в настояния момент положение в Республике Беларусь в области энергосберегающих технологий выдвигает на первый план задачи по использовании всех отходов промышленного производства.
Внедрение многих утилизационных тепяотехиологий при подогреве металла и металлошихты в специальных нагревательных устройствах (камерах), позволяющих сэкономить значительное количество горючего, часто остается незавершенным. Сложность конструкций этих устройств и неиэученность многих вопросов, касающихся, в первую очередь, полей температур и скоростей в них, не позволяют реализовать рабочие проекты и выполнить оценку эффективности их работы.
Таким образом, очевидны важность поставленных в диссертации вопросов и актуальность темы работы, направленной на создание теплотехнологий предварительного подогрева металла за счет БЭР перед его загрузкой в нагревательные и термические печи.
Работа выполнена в соответствии с Республиканской программой «Ресурсо- и энергосбережение на 1991-1995 гг. и на период до 2005 г. >.
Цель работы заключается в разработке рациональной теплотехнологий утилизационного подогрева металлических заготовок перед загрузкой в термическую печь; создании математической модели процесса с последующей реализацией на ЭВМ; разработке инженерной методики расчета режима догрева садки; проведении серии экспериментов с целью установления ряда физических факторов, присущих конкретному теппотехіюлогическому процессу, а также в разработке инженерной методики расчета технико-экономической эффективности утилизационного подогрева металла в специальной камере предварительного подогрева.
Методы исследования. Для решения поставленных в диссертации задач применялись теоретические и экспериментальные методы. В основу методов расчетного анализа положено математическое мо-
делированме тепяоосУэшш процессоь с последующей реализацией сформулированной численной модели на ЭВМ. Экспериментальное исследование осуществлялось на полупромышленной установке с применением современных методов проведения эксперимента и анализа его результатов.
Научная новизна. На осноье анализа получены новыэ сообщенные расчетные соотношения полей тешізратур и скоростей в нисходящем потоке воздуха при конвективном теплообмене (а.с. 1753199 от 1.08 90 г.) для подогреваемой (в камере предварительного подогрева) садки перед ее посадом в основную печь.
Разработана математическая модель расчета полей температур и скоростей в нисходящем конвективном потоке и алгоритм ее численной реализации ва ЭВМ.
Получены новые экспериментальные данные, касающиеся скоростного и температурного полей в нисходящем конвективном токе, возникающем при контакте греющей среды с подогреваемой садкой.
Практическая ценность состоит в том, что дополнительно утилизируется та часть теплоты бросовых продуктов сгорания, идущих в основную утилизационную установку, которая обычно теряется ь окружаемую среду цеха. При этом после предварительного подогрева садки энергетический потенциал ВЭР не снижается.
Камера предварительного подогрева весьма проста по конструкции, что облегчает условия внедрения результатов работы в условиях действующего производства.
Результаты исследований и разработанные на их основе методики расчетов позволяют выбирать технологические параметры камеры предварительного подогрева садки, а также конструкцию камеры.
Применительно же к условиям термических и кузнечных тепло-технологий машиностроительных заводов результаты работы создают предпосылки для внедрения утилизационного теплоиспользования.
Реализация работы. Результаты исследования использованы для осуществления мероприятий по утилизации тепловых ВЗР при разработке технического задания на проектирование при сооружении термической печи для отжига чугунного и стального литья Минского тракторного завода-и Киевского машиностроительного завода^ красный пролетарий>. Применительно к условиям Белорусского металлургического завода реализовано техническое задание на проектирова-
ниє установок предварительного подогрева заготовок. Автор защищает:
математическую модель расчета температур и скоростей в конвективном нисходящем потоке воздуха, направленном вдоль обогреваемой садки, и алгоритм ее численной реализации на ЭВМ;
методику расчета, позволяющую выполнять оценку скорости и температуры в точках потока греющего воздуха;
результаты экспериментального исследования скоростного и температурного поля;
метод оценки эффективности использования камер предвар*— тельного подогрева садки перед загрузкой в нагревательное устройство.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на двух Всесоюзных научных конференциях С1984 г. - Москва, 1986 г. - Ленинград), Международном семинаре по энергосбережению (1994 г. - Минск) и Всесоюзных научно-технических семинарах С1982, 1935 гт. - Челябинск, 1986 г. -Свердловск), а также научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Белорусской государственной политехнической академии.
Публикации. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в десяти работах, защищены одним авторским свидетельством СССР на изобретения, одним положительным решением.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка использованной литературы. Рукопись представлена на 112 страницах машинописного текста и вкпгічает 57 рисунков, 5 таблиц, список литературы из 173 наименований и два приложения (акты о полезности результатов диссертационного исследования) .
