Читать онлайн «Моделирование вагранок и печных процессов на основе теории подобия: Учебное пособие»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» А. А. Черный МОДЕЛИРОВАНИЕ ВАГРАНОК И ПЕЧНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ ПОДОБИЯ Учебное пособие Пенза 2008 УДК 669. 621. 74 Р е ц е н з е н т ы: Научный совет Пензенского научного центра; главный металлург ОАО «Пензадизельмаш» А. С. Белоусов Черный А. А. Моделирование вагранок и печных процессов на основе теории подо- бия: учебное пособие / А. А. Черный. – Пенза: Пензенский государственный университет, 2008. – 23с. Обоснована возможность моделирования ваграночного процесса с применением теории подобия. Изложены методические разработки модели- рования применительно к шахтным печам для плавки чугуна. Приводятся ре- зультаты моделирования. Учебное пособие разработано применительно к учебному процессу по кафедре «Машины и технология литейного производства». Оно может быть использовано при изучении курсов «Термодинамика», «Печи литейных цехов», «Принципы инженерного творчества», а также при выполнении кур- совых и научно-исследовательских работ. © Черный А. А. , 2008 2  ВВЕДЕНИЕ Печные процессы литейного производства сложны и еще недостаточ- но изучены. Совершенствуя конструкции вагранок и способы плавки в них металла, можно повышать производительность и термический коэффициент полезного действия плавильных агрегатов, уменьшать расход топлива и по- тери металла в связи с окислением, улучшать экологические условия при ра- боте этих печей. Значительная экономическая эффективность может быть достигнута в случае использования в производстве новых разработок печных устройств. Исследование печных процессов в производственных условиях за- труднительно. Рационально проводить эксперименты на моделях печей, что возможно при разработке моделирующих устройств на основе теории подо- бия. Однако в технической литературе не систематизированы разработки по моделированию печей. Цель данной работы – обосновать возможность моделирования ва- граночных процессов на основе теории подобия и практического использо- вания результатов моделирования. 3  ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВА- ГРАНОЧНОГО ПРОЦЕССА С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕОРИИ ПОДОБИЯ Чтобы создать рациональною конструкцию какого-либо теплового устройства, в первую очередь необходимо иметь правильное представление о характере движения в нем рабочей жидкости. Надежным и мощным средством, при помощи которого можно изу- чать работу как существующих, так и вновь проектируемых тепловых аппа- ратов, является моделирование на основании теории подобия. Метод моде- лей позволяет изучать характер движения рабочей жидкости, гидравлическое сопротивление и теплообмен на уменьшенных моделях. При этом, вместо изучения в аппаратах движения горячих газов при выполнении определен- ных условий, вытекающих из теории подобия, в моделях можно изучать движение холодного воздуха или воды, которое оказывается подобным дви- жению горячих газов в образце.