Дослідження впливу способу обігріву теплотехнічних апаратів на якісні характеристики оброблюваних матеріалів
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.148372Ключові слова:
термопіч, приграничний шар, зневуглецювання, плоскополум'яний пальник, контроль температурного режимуАнотація
Розроблено аналітичний спосіб розрахунку хімічних потенціалів компонентів в системі газ-тверде, заснований на термодинамічних розрахунках вуглецевих потенціалів газової суміші С-О-Н-N (продуктів згоряння метано-повітряної суміші) і твердої фази (легованої сталі). Отримано розрахункові залежності описують вплив основних параметрів нагріву складу середовища, швидкості обтікання, а також взаємодію на втрати металу, пов'язані з обзневуглецюванням.
Виконано термодинамічні розрахунки вуглецевих потенціалів легованої сталі і продуктів згоряння природного газу різного компонентного складу (α=0,2 ÷ 1,2), температур металу і продуктів згоряння 1100÷1500 K.
На основі аналізу структури теплового і дифузійного приграничних шарів доведено, що зменшення температури шару продуктів згоряння, що омиває тверде виріб, і швидкості обтікання поверхні зменшує дифузний потік вуглецю в приграничному шарі. Даний ефект сприяє зниженню зневуглецювання сталі.
Встановлено, що при обігріві теплоагрегату за принципом непрямого радіаційного обігріву (НРО) при роботі плоскополум'яного пальника, основний газовий обсяг, локалізований у поверхні металу, має температуру істотно меншу, ніж шар, прилеглий до кладки. Це зменшує втрати металу з зневуглецюванням в порівнянні з печами традиційної системи обігріву
Спалювання газу в плоскополум'яних пальниках при інтенсивній циркуляції продуктів згоряння всередині робочого простору теплоагрегату забезпечує оброблюваних виробів однорідний склад продуктів згоряння, що є відповідним практично до рівноважного. Це дозволяє рекомендувати плоскополум'яні пальники до широкого застосування в сучасних енерготехнологічних апаратах в промисловості
Посилання
- Kuznetsov, V. A., Trubaev, P. A. (2018). Resources and Problems of the Mathematical Simulating Thermo-Technological Processes. Journal of Physics: Conference Series, 1066, 012024. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1066/1/012024
- Nikolsky, V., Oliynyk, O., Shvachka, A., Nachovnyy, I. (2017). Thermal treatment of concentrated liquid toxic waste and automatic control of process efficiency. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (89)), 26–31. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.111846
- Lim, K., Lee, S., Lee, C. (2007). An experimental study on the thermal performance of ground heat exchanger. Experimental Thermal and Fluid Science, 31 (8), 985–990. doi: https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2006.10.011
- Eynard, J., Grieu, S., Polit, M. (2011). Modular approach for modeling a multi-energy district boiler. Applied Mathematical Modelling, 35 (8), 3926–3957. doi: https://doi.org/10.1016/j.apm.2011.02.006
- Reddy, A., Kreider, J. F., Curtiss, P. S., Rabl, A. (2016). Heating and Cooling of Buildings: Principles and Practice of Energy Efficient Design. CRC Press, 900. doi: https://doi.org/10.1201/9781315374567
- Edmonds, D. V., He, K., Rizzo, F. C., De Cooman, B. C., Matlock, D. K., Speer, J. G. (2006). Quenching and partitioning martensite – A novel steel heat treatment. Materials Science and Engineering: A, 438-440, 25–34. doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.02.133
- Wu, Y.-L., Jiang, Z.-Y., Zhang, X.-X., Xue, Q.-G., Yu, A.-B., Shen, Y.-S. (2017). Modeling of Thermochemical Behavior in an Industrial-Scale Rotary Hearth Furnace for Metallurgical Dust Recycling. Metallurgical and Materials Transactions B, 48 (5), 2403–2418. doi: https://doi.org/10.1007/s11663-017-1034-5
- Grishunin, V. A., Gromov, V. E., Ivanov, Yu. F., Teresov, A. D., Konovalov, S. V. (2013). Evolyuciya fazovogo sostava i defektnoy substruktury rel'sovoy stali, podvergnutoy obrabotke vysokointensivnym elektronnym puchkom. Poverhnost'. Rentgenovskie, sinhrotronnye i neytronnye issledovaniya, 10, 82–88. doi: https://doi.org/10.7868/s0207352813090096
- Gao, Y., Li, X., Yang, Q., Yao, M. (2007). Influence of surface integrity on fatigue strength of 40CrNi2Si2MoVA steel. Materials Letters, 61 (2), 466–469. doi: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2006.04.089
- Raether, F., Klimera, A., Baber, J. (2008). In situ measurement and simulation of temperature and stress gradients during sintering of large ceramic components. Ceramics International, 34 (2), 385–389. doi: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2006.10.025
- Nikolsky, V., Oliynyk, O., Yaris, V., Reshetnyak, I. (2017). Application of electromagnetic fields for intensification of heat and mass exchange in combined gas-liquid processes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (8 (87)), 33–39. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.103868
- Pavlov, D. Yu., Sirotkin, O. S., Trubacheva, A. M., Sirotkin, R. O. (2012). Himicheskaya priroda gomoyadernyh (prostyh) neorganicheskih veshchestv, ih okislitel'no-vosstanovitel'nye svoystva i vliyanie na energiyu Gibbsa obrazovaniya oksidov. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 15 (9), 35–38.
- Nikolsky, V. Ye., Lobodenko, A. V., Reshetnyak, I. L. (2016). Thermodynamic analysis of thermal and diffusion boundary layers influence upon the thermo-technological processes parameters in gas – solid systems. Industrial Technology and Engineering, 2 (19), 43–52.
- Mogutnov, B. M., Tomilin, I. A., Shvarcman, L. A. (1972). Termodinamika zhelezouglerodistyh splavov. Moscow: Metallurgiya, 328.
- Bogushevskiy, V. S., Mel'nik, S. G., Zhuk, S. V. (2014). Obezuglerozhivanie stali kak osnovnoy parametr optimal'nogo upravleniya kislorodno-konverternym processom. Metall i lit'e Ukrainy, 2, 14–16.
- Makarov, M. A., Aleksandrov, A. A., Dashevskiy, V. Ya. (2006). Issledovanie processa glubokogo obezuglerozhivaniya stali. Metally, 3, 3–7.
- Mitchell, R. E., Ma, L., Kim, B. (2007). On the burning behavior of pulverized coal chars. Combustion and Flame, 151 (3), 426–436. doi: https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2007.07.014
- Gorsky, V. V., Zabarko, D. A., Olenicheva, A. A. (2012). Investigation of the mass loss of a carbon material within the framework of a complete thermochemical model of its destruction in the case of equilibrium chemical reactions in the boundary layer. High Temperature, 50 (2), 286–291. doi: https://doi.org/10.1134/s0018151x12020083
- Nikol'skiy, V. E., Soroka, B. S. (1982). Uluchshenie kachestva nagreva stali v termicheskih toplivnyh pechah kosvennogo radiacionnogo nagreva. Kyiv: Znanie, 23.
- Nikolsky, V., Oliynyk, O., Ved, V., Pugach, A., Turluev, R., Alieksandrov, O., Kosarev, V. (2018). Research into the impact of structural features of combustion chamber in energy-technological units on their operational efficiency. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (8 (95)), 58–64. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.143316
- Soroka, B. S. (1992). Intensifikaciya teplovyh processov v toplivnyh pechah. Kyiv: Naukova dumka, 412.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Valeriy Nikolsky, Olga Oliynyk, Andrii Pugach, Oleksandr Alieksandrov, Olena Gnatko, Yevhenii Chernetskyi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
