Współczynnik wymiany ciepła na powierzchni płyty osłoniętej ekranem cieplnym

• Autorzy: Gołdasz A. , Malinowski Z.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2016.4.9

Warianty tytułu

EN

Heat transfer coefficient for a hot plate protected by a thermal shield

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Współczynnik wymiany ciepła na powierzchni płyty osłoniętej ekranem cieplnym i bez osłony wyznaczano z zastosowaniem rozwiązania odwrotnego. Badania chłodzenia płyty przeprowadzono na zaprojektowanym i wykonanym stanowisku badawczym. Pomiar temperatury płyty ze stali EN 1.4724 realizowano za pomocą 9 termoelementów typu K umieszczonych 2 mm pod powierzchnią chłodzoną. Proces chłodzenia w powietrzu realizowano w 2 wariantach: w obecności ekranu aluminiowego oraz bez ekranu. Podczas chłodzenia mierzono temperaturę płyty od 800oC do około 40oC. Rozwiązanie równania przewodzenia ciepła w chłodzonej płycie oparto na metodzie elementów skończonych. Zastosowano nieliniowe funkcje kształtu opisane wielomianami Hermite’a. Przeprowadzono testy dokładności rozwiązania odwrotnego, które wykazały jego poprawność. Rozkład współczynnika wymiany ciepła w czasie aproksymowano za pomocą parabolicznych funkcji kształtu.

EN

An inverse method has been applied in to determine the heat transfer coefficient on the surface of a plate protected by a thermal shield and without protection. For purposes of the analysis a dedicated test stand has been designed. Temperature measurement of EN 1.4724 steel was executed with nine K type thermocouples placed 2 mm under the cooled surface. The cooling process in air was executed in two modes: with and without the aluminum shield. The temperature has been measured during plate cooling from 800oC to about 40oC. The solution of the heat conduction equation in the cooled plate was based on the finite element method. Nonlinear shape functions described by Hermite polynomials have been applied. The accuracy of the inverse solution has been tested and justified. The distribution of heat transfer coefficient in time was approximated with the use of quadratic shape functions.

Słowa kluczowe

PL

metody odwrotne; ekran cieplny; współczynnik wymiany ciepła

EN

radiation shield; inverse method; heat transfer coefficient

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 83, nr 4
• Strony: 186--191
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gołdasz A.

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Malinowski Z.

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Anantha Kirthan K.K., Mourian S. Sathurtha, M. Vignesh, A. Nisanth. 2014. „Analysis of Temperature loss of Hot Metal during Hot Rolling Process at Steel Plant”. International Journal of Modern Engineering Research 4 (8): 1−8.
• [2] Buczek Andrzej, Tadeusz Telejko. 2004. „Inverse determination of boundary conditions during boiling water heat transfer in quenching operation”. Journal of Materials Processing Technology 155−156: 1324−1329.
• [3] Cengel Yunus. 2007. Heat and Mass Transfer: A Practical Approach, third ed. New York: McGraw-Hill.
• [4] Gołdasz Andrzej, Zbigniew Malinowski, Beata Hadała, Marcin Rywotycki. 2015. „Influence of the radiation shield on the temperature of rails rolled in the reversing mill”. Archives of Metallurgy and Materials 60 (1): 279−283.
• [5] Hadala Beata, Zbigniew Malinowski. 2010. „Validation of the boundary conditions in on-line temperature model for plate rolling mill”. Archives of Metallurgy and Materials 55 (2): 455−461.
• [6] Kim H.K., S.I. Oh. 2001. „Evaluation of heat transfer coefficient during heat treatment by inverse analysis”. Journal of Materials Processing Technology 112: 157−165.
• [7] Kostowski Edward. 2000. Przepływ Ciepła. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• [8] Malinowski Zbigniew, Tadeusz Telejko, Beata Hadała, Agnieszka Cebo-Rudnicka, Artur Szajding. 2014. „Dedicated three dimensional numerical models for the inverse determination of the heat flux and heat transfer coefficient distributions over the metal plate surface cooled by water”. International Journal of Heat and Mass Transfer 75: 347−361.
• [9] Malinowski Zbigniew. 2005. Numeryczne modele w przeróbce plastycznej i wymianie ciepła. Kraków: Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne.
• [10] Mansouri N., M. Mirhosseini, A. Saboonchi. 2012. „Thermal modeling of strip across the transfer table in the hot rolling process”. Applied Thermal Engineering 38: 91−104.
• [11] Wang Zhaofeng, Man Yao, Xudong Wang, Xiaobing Zhang, Longsheng Yang, Hongzhou Lu, Xiong Wang. 2014. „Inverse problem-coupled heat transfer model for steel continuous casting”. Journal of Materials Processing Technology 214: 44−49.
• [12] Wikström Patrik, Wlodzimierz Blasiak, Fredrik Berntsson. 2007. „Estimation of the transient surface temperature and heat flux of a steel slab using an inverse method”. Applied Thermal Engineering 27: 2463–2472.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.