Оценка температурного режима стержней индуктора МГД-перемешивателя при возможном использовании в промышленной алюминиевой печи
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2017.10.2.14Ключевые слова:
алюминиевая отражательная печь, стержневой МГД-перемешиватель, температурное поле, теплоотдача, теплопоток, теплопроводность, турбулентное течение, полуэмпирическая модельАннотация
При производстве алюминиевых сплавов расплав в ванне печи необходимо перемешивать. Для этих целей удобно использовать МГД-устройства. Однако применяемые на практике перемешиватели, являющиеся в большинстве своем линейными индукторами бегущего поля, в силу своих конструктивных особенностей не могут быть достаточно эффективными. Их размеры значительно меньше линейных размеров ванны, полюса их магнитопроводов находятся за пределами стенок ванны и теплоизоляционного слоя, поэтому бегущее магнитное поле, воздействующее на жидкий металл, значительно ослаблено. По этим причинам подобные МГД-перемешиватели имеют большое энергопотребление (сотни кВА). Альтернативой им может стать устройство, представляющее собой систему параллельных стержней (шин), включённых в трёхфазную электросеть и расположенных в непосредственной близости от жидкого металла - сразу же под днищем ванны. Проблемой, на которую необходимо обращать внимание, является охлаждение стержней путём отвода джоулева тепла, выделяющегося при прохождении по ним электрического тока, и тепла, получаемого от жидкого металла в ванне печи. Наиболее просто тепло отводится за счёт конвективного движения воздуха, возникающего в трубчатых стержнях (отпадает необходимость в специальном дополнительном оборудовании). При проведении многовариантных инженерных расчётов в процессе проектирования такого рода устройств необходимо уметь находить значения скорости охлаждающего конвективного потока воздуха в полых стержнях МГД-перемешивателя. В работе приводится численный расчёт поля температур в алюминиевой печи и предлагается простая модель конвективного течения воздуха в шинах индуктора перемешивателя. На основании этой модели и результатов проведенных физических экспериментов получена инженерная полуэмпирическая формула для приближённого вычисления скорости конвективного движения воздуха по полым стержням МГД-перемешивателя.
Скачивания
Библиографические ссылки
Павлов Е.А., Боговалов С.В., Тимофеев В.Н., Надточий Д.С. Магнитогидродинамическое перемешивание алюминиевых расплавов в миксерах сопротивления // Вестник СибГАУ. - 2006. - № 5(12). - С. 201-205.
2. Протоквилов И.В. МГД-технологии в металлургии (Обзор) // Современная электрометаллургия. - 2011. -№ 4(105). - С. 32-41.
3. Хрипченко С.Ю., Оборин П.А. Патент РФ RU 2 567 970 C1; заявл. 05.08.2014; опубл. 10.11.2015, Бюл. № 31.
4. Зиновьев В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах: Справочник. - М.: Металлургия, 1989. - 384 с.
5. Бухмиров В.В. Расчёт коэффициента конвективной теплоотдачи: Методические указания к выполнению практических и лабораторных занятий. - Иваново: Издательство ИГЭУ, 2007. - 36 с.
6. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче: Учеб. пособие. - М.: Энергия, 1980. - 288 с.
7. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - М.: Дрофа, 2003. - 840 c.
8. Кикоин И.К. Таблицы физических величин. - М: Атомиздат, 1976. - 1008 с.
9. Богданов С.Н., Бурцев С.И., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодильная техника. Кондиционирование воздуха. Свойства веществ: Справочник / Под ред. С.Н. Богданова. - СПб.: СПбГАХПТ, 1999. - 308 с.
10. Михеев М.А. Теплопередача при турбулентном движении жидкости в трубах // Изв. АН СССР. ОТН. - 1952. - № 10. - С. 1448-1454.
###
Pavlov E.A., Bogovalov S.V., Timofeev V.N., Nadtocij D.S. Magnitogidrodinamiceskoe peremesivanie aluminievyh rasplavov v mikserah soprotivlenia // Vestnik SibGAU. - 2006. - No 5(12). - S. 201-205.
2. Protokvilov I.V. MGD-tehnologii v metallurgii (Obzor) // Sovremennaa elektrometallurgia. - 2011. -No 4(105). - S. 32-41.
3. Hripcenko S.U., Oborin P.A. Patent RF RU 2 567 970 C1; zaavl. 05.08.2014; opubl. 10.11.2015, Bul. No 31.
4. Zinov’ev V.E. Teplofiziceskie svojstva metallov pri vysokih temperaturah: Spravocnik. - M.: Metallurgia, 1989. - 384 s.
5. Buhmirov V.V. Rascet koefficienta konvektivnoj teplootdaci: Metodiceskie ukazania k vypolneniu prakticeskih i laboratornyh zanatij. - Ivanovo: Izdatel’stvo IGEU, 2007. - 36 s.
6. Krasnosekov E.A., Sukomel A.S. Zadacnik po teploperedace: Uceb. posobie. - M.: Energia, 1980. - 288 s.
7. Lojcanskij L.G. Mehanika zidkosti i gaza. - M.: Drofa, 2003. - 840 c.
8. Kikoin I.K. Tablicy fiziceskih velicin. - M: Atomizdat, 1976. - 1008 s.
9. Bogdanov S.N., Burcev S.I., Ivanov O.P., Kuprianova A.V. Holodil’naa tehnika. Kondicionirovanie vozduha. Svojstva vesestv: Spravocnik / Pod red. S.N. Bogdanova. - SPb.: SPbGAHPT, 1999. - 308 s.
10. Miheev M.A. Teploperedaca pri turbulentnom dvizenii zidkosti v trubah // Izv. AN SSSR. OTN. - 1952. - No 10. - S. 1448-1454.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2017 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
