Математическое моделирование тепловых схем ПТУ

Вместе с тем к настоящему времени стало ясно, что физическое моделирование гидротермических явлений в водоемах-охладителях сталкивается с принципиальными физическими и большими техническими трудностями. Поэтому разработка методов математического моделирования этих явлений при помощи ЭВМ является сейчас чрезвычайно актуальной задачей. Для ее решения требуются уточнение физических представлений о структуре потока в зоне водосброса, надлежащая математическая постановка задачи и разработка численного метода решения. Рациональная постановка задачи возможна по крайней мере в двух вариантах 1) плановая двухслойная схема (теплый слой воды над холодным со скачком температуры и плотности), 2) плановая схема с непрерывным распределением температуры и плотности по вертикали. При этом ряд параметров, входящих в дифференциальные уравнения рассматриваемых процессов, может быть установлен на основе физических экспериментов, воспроизводящих возникающие здесь отдельные явления. [c.786]

Детерминированное математическое описание физической модели массообменных процессов в зоне технологического процесса получается упрощенным и несовершенным, прежде всего из-за трудности достоверно сформулировать граничные условия, а также выбрать и принять параметры процесса в уравнениях математического описания. Параметры делятся на характеризующие свойства материалов (теплоемкость, плотность и др.) и характеризующие явления переноса энергии и массы (теплопроводность, кинематическая вязкость и др.). Параметры первой группы, входящие в уравнения сохранения массы и энергии, обычно принимаются усредненными значениями для условий технологического процесса. Выбор параметров второй группы (констант переноса) требует особого внимания, поскольку тепловая работа печей, как отмечалось, обычно лимитируется процессами переноса. Однако до настоящего времени слабо изучены теплофизические свойства исходных материалов, особенно расплавов, что тормозит развитие теории печей. Создание общей теории позволит полностью исключить эмпирический подход в расчетах и конструировании печей (производительность, расход топлива и пр.). Анализ типовых тепловых режимов определяет оптимальные условия тепловой работы (тепло-массообмен, генерация тепла, движение газов, циркуляция расплавов и пр.) как существующих, так и проектируемых печей. В настоящее время разработаны обобщенные методы металлургических расчетов и методики составления математических моделей ряда процессов и технологических схем для ЭВМ [53]. Физико-химические закономерности в агрегатах и процессах автогенных способов плавки изучаются при помощи физического моделирования (особенно в совокупности с математическим моделированием), укрупненно-лабораторных исследований и полупромышленных испытаний [54]. Накопленный опыт позволяет оценить важность и необходимость исследований на малых установках, которые дают возможность, с одной стороны, еще до строительства промышленного агрегата решить вопросы технологического, теплотехнического и конструктивного характера, а с другой стороны, определить, какие результаты исследований можно перенести на крупный агрегат, а какие вопросы требуют уточнения или разрешения в опытно-промышленных условиях. Такую работу позволяют в широких масштабах проводить лаборатории, оснащенные современным [c.80]

Реализация этой проблемы, помимо оптимизации состава стали и повышения ее чистоты по содержанию примесей, требует проведения работ по разработке и внедрению новых технологических схем упрочнения, которые направлены на повышение всего комплекса механических свойств, определяющих сопротивление пластической деформации и сопротивление разрушению в разных интервалах температур и условий нагружения. В этом последнем направлении наиболее перспективным является использование термомеханической обработки, сочетающей в едином металлургическом цикле обработки пластическую деформацию и фазовые превращения, что оказывает наиболее эффективное воздействие на структурное и субструктурное состояние стали и, соответственно, на указанный выше комплекс свойств. Варианты ТМО, сочетающие горячую или теплую деформацию стали в аустенитном состоянии с последующей закалкой на мартенсит (ВТМО или ВТМУ) или такие схемы ТМО, в которых используется деформированный и деформируемый в изотермических или в близких к ним условиях аустенит, позволяют существенно улучшить свойства сталей. При осуществлении процесса термомеханической обработки в условиях существующих цехов на металлургических предприятиях особые трудности возникают в случае практической реализации схем, связанных с изотермическими процессами, так как для этого требуется регламентация условий нагрева, промежуточного охлаждения, условий деформации и окончательного охлаждения. Все, строго говоря, требует привлечения математического моделирования с использованием метода математических обратных задач, что позволяет компьютеризировать эти процессы ТМО. [c.448]

В отличие от известного соотношения Льюиса, также полученного на основе аналогии процессов тепло- и массообмена, уравнение (2-39) свободно от коэффициентов переноса теплоты и массы и поэтому не зависит от способа определения поверхности контакта и скорости движения сред, диапазона параметров и направленности процессов, типа контактных аппаратов и схемы движения газа и жидкости. Уравнение (2-39) впервые устанавливает функциональную связь непосредственно между потенциалами иереноса во взаимосвязанных процессах тепло- и массообмена, определяет эти потенциал . и их сочетание б виде равенства относительных движущих сил, характеризующих интенсивность процессов и тем самым вскрывает физическую сущность их аналогии. Таким образом, установленная закономерность позволяет перейти к более общим представлениям, лучше понять природу процессов тепло- и массообмена, пути и способы их интенсификации и управления ими, заменить физическое моделирование математическим, является простым и удобным средством для исследования и расчета тепло- и массообмена. [c.80]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...