PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 32

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
1
Model wymiany ciepła w procesie ciągłego odlewania stali z uwzględnieniem lokalnego warunku brzegowego
Rywotycki M., Hadała B., Malinowski Z.
Przegląd Mechaniczny
|
2018
|
nr 3
40--43
PL
W pracy przedstawiono obliczenia symulacyjne pola temperatury wykonane dla wlewka płaskiego ze stali węglowej. Modelowano proces ciągłego odlewania pasma o szerokości 1500 mm i wysokości 225 mm. W symulacjach numerycznych założono trzy warianty warunku brzegowego wymiany ciepła. W pierwszym wariancie współczynnik wymiany ciepła w każdej strefie chłodzenia zależał od temperatury powierzchni i gęstości strumienia wody bez uwzględnienia istnienia rolek. Drugi model warunku brzegowego definiował współczynnik wymiany ciepła wokół każdej dyszy natryskowej również bez uwzględnienia wymiany ciepła z rolkami. Ostatnim wariantem obliczeń był model, w którym uwzględniono lokalny współczynnik wymiany ciepła wynikający z zastosowanego układu chłodzenia oraz kontaktu z rolkami podtrzymującymi i ciągnącymi. Analizie poddano pole temperatury otrzymane w wyniku obliczeń dla trzech przyjętych wariantów warunków brzegowych. Warunek brzegowy, który uwzględnia ułożenie dysz oraz rolek, pozwolił uzyskać bardziej nierównomierne, bliższe rzeczywistemu pole temperatury.
EN
The calculations of ingot temperature field, which was made for carbon steel slabs were presented. The dimension of the ingot was 1500 mm wide and 225 mm high. In the numerical simulations, three models of the boundary condition of the heat transfer were used. In the first one, the heat transfer coefficient in the secondary cooling zones was calculated as a function of surface temperature and water jet density. In the second model the heat transfer coefficient is defined around each spray nozzle. In the first and second model contact with the rolls was neglected. The last variant of the calculations has been done for local heat transfer coefficient (model 2) and the contact with rolls was included. The simulation results for three models have been analysed. Model with the boundary condition, which takes into account the position of nozzles and rolls, has given the most accurate results of temperature fields in the continuous casting process.
2
Wybrane modele chłodzenia płyty stalowej w powietrzu i ich walidacja
Hadała B., Malinowski Z., Szajding A.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2017
|
Vol. 84, nr 4
178--183
PL
W pracy przedstawiono wyniki analizy wybranych modeli warunku brzegowego opartego o efektywny współczynnik wymiany ciepła wykorzystywany w symulacjach numerycznych procesów metalurgicznych. Badania miały na celu wytypowanie zależności pozwalających otrzymać jak najlepsze odwzorowanie pola temperatury płyty pionowej chłodzonej swobodnie w powietrzu od temperatury 900°C. Warunki brzegowe zostały zaimplementowane do programu wyliczającego zmianę temperatury płyty z rozwiązania metodą elementów skończonych równania przewodzenia ciepła. Otrzymane wyniki zostały porównane z pomiarem zmian temperatury płyty podczas chłodzenia. Dokonano również oceny dokładności zastosowanego modelu warunku brzegowego przez jego porównanie ze współczynnikiem wymiany ciepła uzyskanym z rozwiązania odwrotnego. Wykonane testy wykazały, że modele warunku brzegowego typu radiacyjnego oparte na efektywnym współczynniku wymiany ciepła pozwalają najdokładniej modelować zmiany temperatury płyty chłodzonej w powietrzu.
EN
Selected models of the boundary condition for the steel plate cooling in air have been analyzed. The models which utilize effective heat transfer coefficient for modeling steel plates cooling in metallurgical processes have been tested. The research was focused on selection the most accurate boundary condition model for natural cooling of steel plate from a high initial temperature of 900°C. The boundary conditions have been implemented in the finite element software employed for computing the plate temperature from the heat condition equation. The results of the computed plate temperature have been compared with the measurements. Further, the heat transfer coefficient distributions calculated from the selected boundary condition models have been compared with the effective heat transfer coefficient variation obtained from the inverse solution. The conducted research has shown that the radiation type boundary condition utilizing the effective heat transfer coefficient have given the best accuracy in the plate temperature simulations.
3
Content available Analysis of the Slab Temperature, Thermal Stresses and Fractures Computed with the Implementation of Local and Average Boundary Conditions in the Secondary Cooling Zones
Hadała B., Malinowski Z., Telejko T.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2016
|
Vol. 61, iss. 4
2027--2036
EN
The numerical simulations of the temperature fields have been accomplished for slab casting made of a low carbon steel. The casting process of slab of 1500 mm in width and 225 mm in height has been modeled. Two types of boundary condition models of heat transfer have been employed in numerical simulations. The heat transfer coefficient in the first boundary condition model was calculated from the formula which takes into account the slab surface temperature and water flow rate in each secondary cooling zone. The second boundary condition model defines the heat transfer coefficient around each water spray nozzle. The temperature fields resulting from the average in zones water flow rate and from the nozzles arrangement have been compared. The thermal stresses and deformations resulted from such temperature field have given higher values of fracture criterion at slab corners.
4
Wymiana ciepła w piecach komorowych do nagrzewania wsadu przed przeróbką plastyczną
Hadała B., Malinowski Z., Rywotycki M., Gołdasz A.
Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
|
2015
|
z. 267
73--78
PL
W pracy przedstawiono wyniki obliczeń metodą elementów skończonych zmiany temperatury ścian pieca podczas nagrzewania, wygrzewania i chłodzenia w piecu komorowym. Przeprowadzono analizę wpływu konstrukcji obmurza pieca na ilość ciepła akumulowanego oraz oddawanego do otoczenia. Oceniono ilość energii akumulowanej przez wsad. Oszacowano zmianę wartości współczynnika wymiany ciepła w piecu dla zmiennego cyklu technologicznego. Określono typ konstrukcji, pozwalający osiągnąć najniższe wartości całkowitego ciepła zużytego na utrzymanie właściwej temperatury ściany w procesie nagrzewania. Obliczenia przeprowadzono dla stałego i zmiennego kroku czasowego.
EN
Charge heating for metal forming processes in the chamber furnaces is an energy consuming operation. Heat consumption results not only from charge temperature increase to the desired temperature at a level of 1200˚C and heat loses to the environment. Essential heat expenditure are required for elevating the furnace structure temperature to the operating temperature. Heat accumulated in the furnace walls depends on the heat capacity and mass of the insulating materials. Numerical simulations of the heat losses to the environment and heat accumulated in the furnace walls have been analyzed for various combinational of the insulating materials. The optimal furnace wall insulation has been proposed. Numerical issues concerning accuracy of the solution and the computation time has been addressed as well.
5
Modelowanie numeryczne pola naprężeń i odkształceń w procesie nagrzewania wsadu wielkogabarytowego
Gołdasz A., Malinowski Z., Cebo-Rudnicka A., Rywotycki M., Hadała B., Szajding A.
Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
|
2015
|
z. 267
7--12
PL
Celem umożliwienia analizy wpływu temperatury pieca i jej zmian w czasie na pole naprężeń i odkształceń w nagrzewanym wsadzie opracowano model matematyczny symulujący warunki panujące w piecach grzewczych. Obliczenia przeprowadzono za pomocą programu komputerowego dedykowanego dla procesu nagrzewania wsadu wielkogabarytowego. Pola naprężeń i odkształceń wyznaczono dla wlewka o masie 16 Mg. Weryfikację modelu wymiany ciepła przeprowadzono w oparciu o pomiary nagrzewania wsadu w piecu komorowym.
EN
The mathematical model of the stress and strain fields in the massive charge during heating was developed. Calculations were performed for the 16 Mg ingot heating in the chamber furnace. The validation of the developed heat transfer model has been performed in the Celsa Huta Ostrowiec steel plant.
6
Modelowanie nagrzewania wsadu wielkogabarytowego przeznaczonego do przeróbki plastycznej
Rywotycki M., Szajding A., Hadała B., Malinowski Z., Gołdasz A.
Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
|
2015
|
z. 267
79--84
PL
W pracy przedstawiono model numeryczny oraz wyniki obliczeń nagrzewania wsadu w przemysłowym piecu komorowym opalanym gazem ziemnym. Pola temperatur wsadu i elementów konstrukcji pieca zostały wyznaczone pakietem numerycznym ANSYS - Fluent 14.5. Wyniki obliczeń zostały porównane z pomiarami przeprowadzonymi w trakcie nagrzewania wsadu w piecu komorowym przeznaczonym dla wsadu wielkogabarytowego do przeróbki plastycznej. Analizie poddano jednorodność pola temperatury wsadu oraz gradient temperatury w elementach konstrukcji pieca. Opracowany model pozwala na optymalizację procesu nagrzewania wsadu w piecu komorowym.
EN
Charge heating in the industrial furnaces is a difficult and complex process. There are many physical phenomena which influence heat transfer. At the charge surface heat transfer takes place by radiation and convection. In order to ensure correct operation of the technological system, it is necessary to achieve the required charge temperature in the whole volume and ensure its uniformity. This paper presents the numerical model and the results of calculations of charge heating in the industrial chamber furnace. The temperature field of materials and structural elements of the furnace have been performed using the commercial program ANSYS - FLUENT. The calculation results has been compared with results of hating in industrial furnace. The homogeneity of the charge temperature field has been analysed. Developed model allows to optimize the heating process in the furnace chamber.
7
Wpływ konstrukcji ścian na straty ciepła w piecach komorowych
Hadała B., Malinowski Z., Gołdasz A., Rywotycki M.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2015
|
Vol. 82, nr 4
302--309
PL
Przemysłowe piece grzewcze, do których zaliczamy również piece komorowe, są najliczniejszą grupą zróżnicowaną konstrukcyjnie. Ich cechą charakterystyczną jest zmienność atmosfery wypełniającej komorę roboczą oraz wykorzystanie do ich budowy materiałów ogniotrwałych i izolujących. Wielkość zużytej energii cieplnej, zapewniającej realizację danej technologii nagrzewania wsadu lub obróbki cieplnej istotnie wpływa na koszt produkcji. Znaczne oszczędności paliwa i poprawę wydajność produkcji można osiągnąć poprzez zmniejszenie ilości ciepła zakumulowanego w elementach konstrukcyjnych pieca oraz traconego do otoczenia, przy zachowaniu wyrównanej temperatury w przestrzeni roboczej pieca. W pracy dokonano oceny zmian w czasie strat ciepła do otoczenia oraz strat ciepła na akumulację w piecu komorowym ze ścianami różnej konstrukcji. Obliczenia wykonano za pomocą programu opartego na metodzie elementów skończonych. Wytypowano konstrukcję ściany o najmniejszej energochłonności.
EN
Industrial furnaces, especially chamber furnaces are commonly used in industry. The chamber wall structures differ in thickness, as well as in the thermal insulation. The chamber furnace temperature varies in time depending on the technological process parameters. The heating time varies as well. Due to that reasons, heat losses to the atmosphere and the heat accumulated in the furnace volume have essential influence on the production costs. Reduction of the heat losses can have positive impact on the atmosphere pollution as well. The heat losses to the environment including the heat accumulated in the furnace walls have been analyzed. Several wall structures have been taken into account. The heat losses and furnace walls temperatures have been calculated using finite element method. The best structure of the furnace wall has been selected for the examined type of the chamber furnace.
8
Content available Influence of the Radiation Shield on the Temperature of Rails Rolled in the Reversing Mill
Gołdasz A., Malinowski Z., Hadała B., Rywotycki M.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2015
|
Vol. 60, iss. 1
275--279
EN
The paper presents a mathematical model of heat transfer during cooling of hot-rolled rails in the reversing mill. The influence of the radiation shield on the temperature of rolled rails has been analyzed. The heat transfer model for cooling a strip covered by the thermal shield has been presented. The two types of shields build of steel and aluminum sheets separated with insulating layer have been studded. Calculations have been performed with self developed software which utilizes the finite element method.
PL
W pracy przedstawiono model matematyczny wymiany ciepła w czasie chłodzenia szyn walcowanych na gorąco w walcarce nawrotnej. Analizowano wpływ zastosowania ekranów cieplnych na temperaturę walcowanych szyn. Model wymiany ciepła pasma osłoniętego ekranem opracowano dla ekranu zbudowanego z dwóch warstw metalowych przedzielonych warstwą izolacyjną. Modelowano ekrany wykonane z blachy stalowej i aluminiowej. Jako materiał izolacyjny przyjęto warstwę saffilu. Obliczenia wykonano Autorskim oprogramowaniem z wykorzystaniem metody elementów skończonych.
9
Content available Comparison of Four Models of Radiative Heat Transfer Between Flat Surface to Evaluate the Temperature Field Based on Example of the Continuous Casting Mould
Rywotycki M., Malinowski Z., Miłkowska-Piszczek K., Gołdasz A., Hadała B.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2015
|
Vol. 60, iss. 1
209--213
EN
The paper presents the results of research concerning the influence of radiative heat transfer on the strand and mould interface. The four models for determining the heat transfer boundary conditions within the primary cooling zone for the continuous casting process of steel have been presented. A cast slab - with dimensions of 1280×220 mm - has been analysed. Models describing the heat transfer by radiation have been specified and applied in the numerical calculations. The problem has been solved by applying the finite element method and the self-developed software. The simulation results, along with their analysis, have been presented. The developed models have been verified based on the data obtained from the measurements at the industrial facility.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu radiacyjnej wymiany ciepła z zastosowaniem różnych modeli do wyznaczenia warunków brzegowych dla procesu ciągłego odlewania stali w obszarze strefy pierwotnego chłodzenia. Analizie poddano wlewek płaski o wymiarach 1280×220 mm. W obliczeniach wykorzystano wybrane zależności opisujące wymianę ciepła przez promieniowanie. Przedstawiono wyniki symulacji oraz ich analizę. Zaprezentowane modele zweryfikowano na podstawie przemysłowej bazy danych. Zadanie zostało rozwiązane metodą elementów skończonych z zastosowaniem autorskiego pakietu numerycznego.
10
Content available remote Influence of the sample geometry on the inverse determination of the heat transfer coefficient distribution on the axially symmetrical sample cooled by the water spray
Cebo-Rudnicka A., Malinowski Z., Hadała B., Telejko T.
Computer Methods in Materials Science
|
2013
|
Vol. 13, No. 2
269--275
EN
The paper presents the results of the heat transfer coefficient determination while the water spray cooling process. To determine the boundary condition over the metal surface cooled by water spray the inverse heat conduction problem has been used. In the investigations the axially symmetrical sample has been used as a cooled object. Because of the specific setup of the sensor used in investigations, two finite element models have been tested in the inverse determination of the heat transfer coefficient. The first one, which simplifies the sensor geometry to a cylinder and the second one, that describes the real shape of the sensor. Also, the comparison between two different models employed to determine the heat transfer coefficient over the cooled sample surface have been presented. The boundary condition models differ in description of the function that has been employed to approximate the heat transfer coefficient distribution over the cooled surface in the time of cooling.
PL
W pracy przedstawiono wyniki obliczeń współczynnika wymiany ciepła wyznaczonego na podstawie badań eksperymentalnych. Do wyznaczenia warunku brzegowego na powierzchni metalu chłodzonego natryskiem wodnym wykorzystano rozwiązanie brzegowego odwrotnego zagadnienia przewodzenia ciepła. Badania eksperymentalne przeprowadzono dla próbki osiowosymetrycznej. Ze względu na specyficzną budowę czujnika wykorzystanego w badaniach, w algorytmie metody odwrotnej przetestowano dwa modele elementów skończonych opisujące geometrię próbki. Pierwszy model upraszczał geometrię próbki do postaci „zwykłego” walca, drugi model opisywał rzeczywisty kształt próbki. W pracy testowano również dwa modele aproksymacji warunku brzegowego.
11
Content available Influence of the finite element model on the inverse determination of the heat transfer coefficient distribution over the hot plate cooled by the laminar water jets
Hadała B., Malinowski Z., Telejko T., Szajding A.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2013
|
Vol. 58, iss. 1
105-112
EN
The industrial hot rolling mills are equipped with systems for controlled cooling of hot steel products. In the case of strip rolling mills the main cooling system is situated at run-out table to ensure the required strip temperature before coiling. One of the most important system is laminar jets cooling. In this system water is falling down on the upper strip surface. The proper cooling rate affects the final mechanical properties of steel which strongly dependent on microstructure evolution processes. Numerical simulations can be used to determine the water flux which should be applied in order to control strip temperature. The heat transfer boundary condition in case of laminar jets cooling is defined by the heat transfer coefficient, cooling water temperature and strip surface temperature. Due to the complex nature of the cooling process the existing heat transfer models are not accurate enough. The heat transfer coefficient cannot be measured directly and the boundary inverse heat conduction problem should be formulated in order to determine the heat transfer coefficient as a function of cooling parameters and strip surface temperature. In inverse algorithm various heat conduction models and boundary condition models can be implemented. In the present study two three dimensional finite element models based on linear and non-linear shape functions have been tested in the inverse algorithm. Further, two heat transfer boundary condition models have been employed in order to determine the heat transfer coefficient distribution at the hot plate cooled by laminar jets. In the first model heat transfer coefficient distribution over the cooled surface has been approximated by the witch of Agnesi type function with the expansion in time of the approximation parameters. In the second model heat transfer coefficient distribution over the cooled plate surface has been approximated by the surface elements serendipity family with parabolic shape functions. The heat transfer coefficient values at surface element nodes have been expanded in time by the cubic-spline functions. The numerical tests have shown that in the case of heat conduction model based on linear shape functions inverse solution differs significantly from the searched boundary condition. The dedicated finite element heat conduction model based on non-linear shape functions has been developed to ensure inverse determination of heat transfer coefficient distribution over the cooled surface in the time of cooling. The heat transfer coefficient model based on surface elements serendipity family is not limited to a particular form of the heat flux distribution. The solution has been achieved for measured temperatures of the steel plate cooled by 9 laminar jets.
PL
Nowoczesne linie walcowania blach na gorąco posiadają instalacje do wymuszonego chłodzenia. Jego celem jest kontrolowanie szybkości zmian temperatury blachy w całej objętości zapewniając tym wymaganą strukturę i własności mechaniczne. Chłodzenie jest prowadzone w końcowej części linii technologicznej, w której nad górną i pod dolną powierzchnią gorącego pasma umieszczone są urządzenia dostarczające wodę chłodzącą. Z uwagi na sposób podawania wody chłodzącej można je podzielić na trzy główne systemy: chłodzenie laminarne, chłodzenie z użyciem kurtyn wodnych oraz chłodzenie natryskiem wodnym. W istniejących liniach walcowniczych można spotkać kombinacje poszczególnych systemów. Projektowanie systemów chłodniczych jest trudne i musi być wspomagane przez modele matematyczne i numeryczne wymiany ciepła między gorącą powierzchnią blachy a wodą i otoczeniem. Podstawowe znaczenie dla symulacji procesu ma przyjęcie poprawnych wartości współczynników wymiany ciepła, których znajomość w dużej mierze determinuje dokładność obliczeń. Współczynnik wymiany ciepła nie może być zmierzony bezpośrednio i konieczne jest zastosowanie rozwiązań odwrotnych zagadnienia przewodzenia ciepła. W algorytmach odwrotnych możliwe jest użycie różnych modeli do rozwiązania równania przewodzenia ciepła. Zastosowane modele w istotnym stopniu wpływają na jakość rozwiązania odwrotnego. W pracy przedstawiono wyniki testów dwóch modeli przewodzenia ciepła opartych na liniowych i nieliniowych funkcjach kształtu w algorytmie metody elementów skończonych. Testowano również dwa modele aproksymacji warunku brzegowego. Wybrany model warunku brzegowego i model metody elementów skończonych wykorzystujący nieliniowe funkcje kształtu zastosowano do wyznaczenia współczynnika wymiany ciepła w procesie chłodzenia gorącej płyty stalowej 9 strumieniami wody swobodnie opadającej na jej powierzchnie. Uzyskano rozwiązanie przedstawiajace rozkład współczynnika wymiany ciepła i gęstości strumienia ciepła na powierzchni płyty w czasie jej chodzenia.
12
Content available Wpływ dogrzewania i ekranów cieplnych na zmianę temperatury pasma walcowanego w linii LPS
Hadała B., Malinowski Z., Cebo-Rudnicka A., Gołdasz A.
Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
|
2012
|
T. 64, nr 1
83-88
PL
W pracy przedstawiono modele matematyczne opisujące wymianę ciepła w czasie nagrzewania wsadu w komorowym piecu elektrycznym oraz podczas chłodzenia pasma osłoniętego ekranem cieplnym. Rozwiązanie uzyskano w przekroju poprzecznym pasma. Modele matematyczne dostosowano do warunków nagrzewania i walcowania płaskowników w linii LPS. Model nagrzewania wsadu w elektrycznym piecu komorowym opracowano na podstawie radiacyjnej wymiany ciepła między nagrzewanym materiałem i ścianami pieca. Model wymiany ciepła pasma osłoniętego ekranem cieplnym opracowano dla ekranu zbudowanego z trzech warstw: wewnętrznej osłony metalowej, warstwy izolującej i zewnętrznej osłony metalowej. Modelowano dwa ekrany: jeden z osłoną z blachy stalowej i drugi z osłoną wykonaną z blachy aluminiowej. Model wymiany ciepła pasma osłoniętego ekranem cieplnym może być zastosowany również dla innych linii walcowania ciągłego slabów i blach.
EN
The numerical model describing the heat transfer during charge heating in the electric chamber furnace has been presented. Heat transfer models for hot rolling were supplemented by the boundary conditions for cooling of strand covered by the thermal shield. The solution was obtained in the cross section of the rolled material. The heat transfer models were adjusted to the technical specifi cations of the LPS rolling line. The heat transfer model for charge heating was developed based on the radiation heat transfer between the charge and the furnace wall surfaces. Heat transfer model for cooling of the rolled strand covered with three layer thermal shield was developed. Two types of shields were studied: with steel sheet shield and with aluminum sheet shield. The heat transfer model for rolled strand covered by the thermal shield is also suitable for other rolling lines.
13
Content available Wpływ dodatkowego chłodzenia naroży na rozkład naprężeń i odkształceń we wlewku odlewanym w sposób ciągły
Gołdasz A., Malinowski Z., Cebo-Rudnicka A., Hadała B.
Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
|
2012
|
T. 64, nr 1
48-53
PL
W pracy przedstawiono trójwymiarowy model naprężeń i odkształceń powstających we wlewku odlewanym w sposób ciągły. Rozwiązanie uzyskano metodą elementów skończonych. Analizowano wpływ dodatkowego chłodzenia naroży na rozkład naprężeń i odkształceń powstających we wlewku odlewanym w urządzeniu COS. Przeprowadzono również analizę wpływu tego chłodzenia pod kątem możliwości powstawania pęknięć w strefi e naroży. Obliczenia pękania prowadzono z zastosowaniem powszechnie wykorzystywanego w tym celu kryterium Lathama. Analizowano proces odlewania wlewków kwadratowych o wymiarach 160×160 mm ze stali o zawartości węgla 0,84%.
EN
Three dimensional model of the stress and strain field in the continuously cast strand has been presented. The finite element method has been employed in the thermo-mechanical model. The influence of the additional rapid cooling of the strand corners on the strain and stress field has been investigated. The investigations of the additional cooling ware focused on the fracture development at strand corners caused by high temperature gradients. Latham fracture criterion has been used in the finite element model of the fracture development. The computations have been performed for continuous casting of the 160×160 mm square strand made of steel having 0,84% of carbon.
14
Content available Model numeryczny wymiany ciepła w procesach walcowania wlewków półprzemysłowych w linii LPS i wlewków ciągłych w walcowniach blach i prętów
Cebo-Rudnicka A., Malinowski Z., Hadała B., Gołdasz A.
Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
|
2012
|
T. 64, nr 1
30-34
PL
W pracy przedstawiono model numeryczny, opisujący przewodzenie ciepła w prętach i płaskownikach walcowanych w linii LPS i innych układach ciągłego walcowania. Rozwiązanie uzyskano w przekroju poprzecznym płaskownika lub pręta. W modelu uwzględniono zmianę kształtu przekroju bryły w wyniku odkształcenia plastycznego. Zmianę kształtu wprowadzono przez transformację przekroju poprzecznego pręta lub płaskownika. W modelu wymiany ciepła uwzględniono ciepło odkształcenia plastycznego, ciepło tarcia na powierzchni styku odkształcanego materiału z walcami. Uwzględniono również efekty cieplne przemian fazowych. Model numeryczny i oprogramowanie testowano w warunkach linii LPS.
EN
The numerical model describing heat transfer in bars and slabs rolled in LPS line and the other rolling systems has been presented in the paper. The solution was obtained at the cross section of the rolled material. The change of workpiece shape caused by plastic deformation was considered. The workpiece shape deformation was introduced by transformation of the cross section of the rolled bar or fl at. The heat of plastic deformation in the deformation zone and the heat of friction at the material/roll interface have been taken into account. Also the latent heat of phase transformation was considered. Numerical model and developed software have been tested at the LPS line.
15
Zastosowanie dwu- i trójwymiarowego modelu opartego na metodzie elementów skończonych do wyznaczania współczynnika wymiany ciepła z wykorzystaniem rozwiązania odwrotnego
Hadała B., Malinowski Z., Telejko T.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2012
|
Vol. 79, nr 2
79--84
PL
Linie technologiczne ciągłego odlewania stali mają układy chłodzenia wodnego, za pomocą których pasmo jest chłodzone z kontrolowaną prędkością. Zbyt wolne chłodzenie może doprowadzić do niecałkowitego zakrzepnięcia lub wycieków ciekłej stali. Zbyt szybkie chłodzenie powoduje zwykle powstawanie nadmiernych naprężeń cieplnych, które prowadzą do naruszenia spójności i powstawania wad. Wymagane intensywności chłodzenia uzyskuje się za pomocą dysz wodnych o różnej konstrukcji i parametrach przepływu. Skutki chłodzenia mogą być określone za pomocą symulacji numerycznych, w wyniku których określane jest pole temperatury chłodzonego materiału. W celu wyznaczenia pola temperatury konieczne jest opisanie warunków brzegowych występujących w kolejnych fazach chłodzenia. Jest to szczególnie trudne w strefach chłodzenia wodą. Współczynniki wymiany ciepła zazwyczaj wyznaczane są za pomocą rozwiązań odwrotnych, w których pole temperatury chłodzonej próbki obliczane jest metodami numerycznymi. Jednowymiarowe rozwiązania pozwalają na określenie średniej wartości współczynnika wymiany ciepła na chłodzonej powierzchni i jego zmian w czasie. W artykule porównano czas obliczeń oraz dokładność rozwiązania brzegowego zagadnienia odwrotnego dla czterech wartości współczynnika wymiany ciepła, uzyskanych za pomocą modeli dwu- i trójwymiarowych.
EN
Continuous casting lines are equipped with cooling systems which are used to control the strand temperature. Too low cooling rate leads to liquid steel leaks at the strand cut off section. Fast cooling generates high thermal stresses resulting in cracks formed at the strand surface. Suitable rate of cooling can be determined based on numerical simulations. In this case boundary conditions have to be specified at the strand surface. In the continuous steel casting strand is cooled by the water sprays and heat transfer coefficients depend on the water flow rate and pressure. The heat transfer coefficient can be estimated from a solution of inverse boundary problem using the recorded temperature field in the selected points of the water-cooled sample. One dimensional solutions give the possibility to calculate the average value of a heat transfer coefficient. In order to determine the spatial distribution of the heat transfer coefficient in the water spray zone three- or two- dimensional solutions regarded to the temperature field have to be used. In the paper the accuracy and the computation time of the inverse calculations have been compared for four distributions of heat transfer coefficients during water cooling process.
16
Modelowanie rozwoju mikrostruktury wlewka podczas procesu ciągłego odlewania stali
Svyetlichnyy D., Hadała B., Malinowski Z., Łach Ł.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2012
|
Vol. 79, nr 4
203--211
PL
W procesie ciągłego odlewania stali powiązanych jest ze sobą kilka zjawisk. Należy do nich zaliczyć zagadnienia przepływu ciepła w krzepnącym wlewku, zagadnienia przepływu ciekłego metalu, powstawanie naprężeń cieplnych i naprężeń powodowanych wyginaniem pasma, oraz kształtowanie struktury wlewka ciągłego. Jednoczesne modelowanie tych zjawisk jest trudne i są one na ogół rozwiązywane oddzielnie. Powodem tego są trudności w określeniu wpływu czynnika dominującego na pozostałe zjawiska. W artykule przedstawiono wyniki modelowania pola temperatury w procesie krzepnięcia wlewka ciągłego oraz procesu krystalizacji i rozrostu ziaren. Wyznaczenie pola temperatury wlewka ciągłego umożliwiło uwzględnienie wpływu zmian temperatury na proces krystalizacji na odcinku od krystalizatora do strefy odcinania pasma. Do wyznaczenia przestrzennego pola temperatury zastosowano metodę elementów skończonych. Rozwój struktury wlewka ciągłego modelowano za pomocą trójwymiarowych automatów komórkowych. W rezultacie uzyskano model komputerowy, który pozwala na prowadzenie obliczeń symulacyjnych procesu ciągłego odlewania stali z uwzględnieniem zjawisk cieplnych i strukturalnych. W pracy przedstawiono wyniki symulacji powstania struktury wlewka z wykorzystaniem metody elementów skończonych zintegrowanej z metodą frontalnych automatów komórkowych.
EN
In the continuous casting process of steel several phenomena difficult to modeling are coupled. Heat transfer from the liquid steel and solid phase to the cooling system, liquid steel movement, development of the stress field due to strand bending and temperature gradients and microstructure evolution should be counting among those phenomena. Simultaneous modelling of this problems is so complicated that they are usually solving separately. In such a case it is hard to establish the influence of the main factor on the other processes. The results of the ingot temperature modelling and the solidification structure formation and evolution has been presented in the paper. The steady state solution to the ingot temperature field have made possible to reflect the temperature variation on the structure evolution starting from the mould and ending at the cut off section. The three dimensional finite element method has been employed to compute the temperature field. The structure formation has been modeled by the three dimensional cellular automata method. Thus, the computer model which allows modelling the continuous casting process taking into account thermal and structural phenomena has been employed. The results of solidification structure modelling based on the finite element model coupled with cellular automata have been presented in the paper.
17
Content available Influence of heat transfer boundary conditions on the temperature field of the continuous casting ingot
Malinowski Z., Telejko M., Hadała B.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2012
|
Vol. 57, iss. 1
325-331
EN
Steel solidification in the continuous casting process starts in the mould, follows in the secondary cooling zones and finishes under air cooling conditions. Casting technology requires very effective heat transfer from the strand surface to the water cooling system. Design and control of the casting process is possible if the ingot temperature is known with a suitable accuracy. Measurements of the ingot temperature are complicated and expensive and due to these reasons are not common in practice. Numerical simulation have to be used to provide data which can be used to design and control of the ingot solidification. In the case of the temperature field modeling heat transfer boundary conditions have to be specified. In the literature wide range of formulas can be found and this may lead to essential errors in the heat transfer coefficient determination. In the paper the selected formulas have been employed in the finite element model to compute the ingot temperature field in the mould and secondary cooling zones. It has been shown that inaccurate determination of the heat flux transferred from the ingot surface to the mould leads to essential errors in the determination of the ingot temperature and solidification. Therefore empirical formulas or complex heat transfer models at ingot - mould interface ought to be employed in finite element models.
PL
Krzepnięcie stali w procesie ciągłego odlewania zachodzi w krystalizatorze i strefie chłodzenia wtónego. Technologia narzuca konieczność bardzo intensywnego odprowadzania ciepła od ciekłej stali, warstwy krzepnącej i zakrzepłej stali. Do prawidłowego prowadzenia odlewania konieczna jest znajomość wielu parametrów technologicznych, z których jednym z najważniejszych jest temperatura wlewka ciągłego. Bezpośrednie pomiary charakterystycznych dla COS wielkości w czasie krzepnięcia i stygnięcia wlewka są bardzo kosztowne oraz czasochłonne i z tych powodów nie znajdują szerszego zastosowania praktycznego. Najczęściej dane do analizy wpływu różnych parametrów wejściowych na proces krzepnięcia dostarczają symulacje numeryczne. Do prawidłowego ich wykonania potrzebne jest jednak określenie parametrów procesu. W przypadku temperatury bardzo ważną rolę odgrywają warunki brzegowe opisujące wymianę ciepła między powierzchnią wlewka ciągłego i otoczeniem. Ich niepoprawne przyjęcie może skutkować niedokładnym wyznaczeniem pola temperatury, a w konsekwencji błędami obliczeń pozostałych parametrów procesu. W literaturze często spotykane są różne formuły pozwalające na wyliczenie współczynnika przejmowania ciepła lub gęstości strumienia ciepła na powierzchni wlewka ciągłego. W pracy przedstawiono przykłady obliczeń pola temperatury dla wybranych zależności opisujących wymianę ciepła wlewka z otoczeniem w strefie krystalizatora i chłodzenia wtórnego. Przedstawiono wyniki symulacji oraz ich analizę. Obliczenia wykonano z zastosowaniem autorskiego modelu matematycznego i numerycznego wymiany ciepła oraz oprogramowania wykorzystującego metodę elementów skończonych.
18
Wpływ zgorzeliny na przejmowanie ciepła w procesie kucia swobodnego wału
Hadała B., Malinowski Z., Gołdasz A., Rywotycki M.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2011
|
Vol. 78, nr 3
233-238
PL
Kucie swobodne należy do procesów przeróbki plastycznej, w których wymiana ciepła zachodząca między odkształcanym materiałem, kowadłami i otoczeniem jest funkcją wielu zmiennych. W pracy podjęto próbę oceny zmian współczynnika wymiany ciepła w zależności od obecności pierwotnej zgorzeliny, stanu powierzchni kowadeł i temperatury kutego materiału. W wymianie ciepła uwzględniono również generowanie ciepła na skutek pracy odkształcenia plastycznego oraz wielkość pola powierzchni styku odkuwki z kowadłem. Wykonane obliczenia numeryczne zostały zweryfikowane eksperymentalnie poprzez pomiary termowizyjne.
EN
Open die forging belongs to the processes of plastic working, in which heat transfer, between the deformed material, the anvils and environment is a function of many variables. In the paper an attempt has been made to determine the influence of primary scale formation, increase of the secondary scale during the forging operation, condition of the anvil surface and temperature of the deformed material on the heat transfer coefficient. The heat generating as a result of the work of plastic deformation and the change of the contact surface between the forging and the anvils was also taken into consideration. The calculations were verified experimentally by thermal measurements.
19
Wpływ warunków chłodzenia na krzepnięcie pasma COS
Gołdasz A., Hadała B., Cebo-Rudnicka A., Malinowski Z.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2011
|
Vol. 78, nr 4
289--295
PL
W pracy przeprowadzono analizę wpływu wielkości strumienia wody w strefie chłodzenia wtórnego pasma COS na zasięg strefy krzepnięcia. Dodatkowo zbadano wpływ prędkości odlewania dla tych samych parametrów chłodzenia. Obliczenia wykonano za pomocą opracowanego pakietu do modelowania linii ciągłego odlewania stali. Analizowano zarówno rozkład temperatury pasma COS, jak również powstające odkształcenia i naprężenia. Stwierdzono znaczny wpływ analizowanych parametrów na rozkład temperatury i naprężenie średnie. Wykorzystując kryterium Lathama wytypowano miejsca szczególnie narażone na pękanie.
20
Content available remote Influence of the arc of strand corner on the stress and strain development in the continuous casting ingot
Cebo-Rudnicka A., Malinowski Z., Hadała B.
Computer Methods in Materials Science
|
2011
|
Vol. 11, No. 2
343-349
EN
Formation of surface and internal cracks during solidification and cooling of steel while continuous casting process depends on stress and strain development in the strand. Stress and strain development depends on many factors. The most important are cooling parameters, strand shape, arc of casting machine, casting speed and chemical composition of steel. All these factors have influence on the stress and strain field and may cause the failures formation. In these case prediction of crack formation is a very important problem in the design of the continuous casting technology. The effect of the arc of strand corner on the strain and stress development in the continuously casted ingot and on the possibility of cracks formation has been investigated. The analysis has been performed on the ground of numerical calculations for selected fracture criterions and two different arc of strand corner. Finite element method has been employed to compute the stress and strain field in the whole continuous casting line. The thermal stresses have been calculated for the strand temperature determined from the three dimensional steady solution to the heat transport equation. Heat of solidification has been included in the finite element model. The thermal strains and stresses which result from nonuniform temperature field were computed and coupled with the strains and stresses caused by bending and unbending of the strand.
PL
Powstawanie pęknięć na powierzchni wlewków odlewanych w sposób ciągły w istotny sposób ogranicza wydajność urządzeń lub przyczynia się do obniżania jakości odlewanych wyrobów. Wpływ na powstawanie pęknięć ma wiele czynników. Do najważniejszych należy zaliczyć: kształt przekroju poprzecznego pasma, promień łuku maszyny do ciągłego odlewania, prędkość odlewania i skład chemiczny stali. Wymienione czynniki wpływają na rozwój naprężeń i odkształceń w odlewanej stali. Dążenie do zwiększania prędkości odlewania wymusza stosowanie intensywnych metod chłodzenia powierzchni wlewków ciągłych. Powstające duże gradienty temperatury skutkują znacznymi naprężeniami cieplnymi. Szczególnie trudne jest odlewanie wlewków z zaokrąglonymi narożami. Taki typ wlewków 0promieniu zaokrąglenia naroży około 15-20 mm jest poszukiwany przez producentów wyrobów walcowanych długich. Ze względu na pękanie zaokrąglonych naroży wlewków, stosuje się bardzo małe promienia zaokrąglenia od 3 do 5 mm. Dotychczas nie wyjaśniono dlaczego zwiększenie promienia naroża sprzyja powstawaniu pęknięć.   Do  obliczeń  naprężeń i odkształceń wlewków ciągłych zastosowano poprawione modele cieplne mechaniczne. W obliczeniach pola temperatury uwzględniono ciepło krzepnięcia stali  i poprawiono dokładność  symulacji poprzez uwzględnienie w algorytmach numerycznych bilansu ciepła pasma. W obliczeniach pola naprężeń uwzględniono zarówno naprężenia cieplne jak i naprężenia powodowane wyginaniem pasma na łuku maszyny COS.  Wyniki  symulacji potwierdziły wzrost  wartości  wybranych  kryteriów  pękania w przypadku wlewków ciągłych o promienia naroża 16 mm w stosunku do wlewków o promieniu naroża 6 mm.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.