Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 34

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
EN
Determining the boundary conditions of heat transfer in steel manufacturing is a very important issue. The heat transfer effect during contact of two solid bodies occurs in the continuous casting steel process. The temperature fields of solids taking part in heat transfer are described by the Fourier equation. The boundary conditions of heat transfer must be determined to get an accurate solution to the heat conduction equation. The heat flux between the tool and the object processed depends mainly on temperature, pressure and time. It is very difficult and complicated to accomplish direct identification and determination of the boundary conditions in this process. The solution to this problem may be the construction of a process model, performing measurements at a test stand, and using numerical methods. The proposed model must be verified on the basis of parameters which can easily be measured in industrial processes. One of them is temperature, which may be used in inverse methods to determine the heat transfer coefficient. This work presents the methodology for determining the heat flux between two solid bodies staying in contact. It consists of two stages – the experiment and the numerical computation. The problem was solved by using the finite element method (FEM) and a numerical program developed at AGH University of Science and Technology in Krakow. The findings of the conducted research are relationships describing the value of the heat flux versus the contact time and surface temperature.
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.
PL
W artykule zostały porównane wyniki obliczeń pola temperatury wsadu uzyskane z wykorzystaniem modeli zaczerpniętych z literatury oraz własnym modelem wymiany ciepła. Wartość współczynnika wymiany ciepła została uzyskana z badań własnych z zastosowaniem nowej metodyki określania strumienia ciepła przepływającego między powierzchniami wymieniającymi ciepło. Składa się ona z dwóch etapów: eksperymentu i obliczeń numerycznych. Badania eksperymentalne zawierają pomiary zmian temperatury w określonych punktach w dwóch próbkach pozostających w kontakcie. Część numeryczna wykorzystuje rozwiązanie odwrotne i metodę elementów skończonych do obliczania strumienia ciepła na powierzchni styku.
EN
The results of calculations of the temperature field of the deformed material conducted using heat transfer coefficient form literature are compared with that obtained for developed heat transfer boundary condition model. The developed heat transfer boundary condition model has been obtained using a new methodology for determining heat flux transferred between two solid surfaces. The methodology consists of two parts: experimental and numerical one. The experimental part involves measurements of temperature at specific points in the two samples brought into contact. The numerical part uses an inverse method and the finite element method to calculate the heat flux at the interface.
EN
The paper presents a heat transfer model between two surfaces which are in contact under an external force. The developed heat transfer boundary condition model has been obtained using a new methodology for determining heat flux transferred between two solid surfaces. The methodology consists of two parts: experimental and numerical one. The experimental part involves measurements of temperature at specific points in two samples brought into contact. The numerical part uses an inverse method and the finite element method to calculate the heat flux at the interface.
EN
In technological process of steel industry heat transfer is a very important factor. Heat transfer plays an essential role especially in rolling and forging processes. Heat flux between a tool and work piece is a function of temperature, pressure and time. A methodology for the determination of the heat transfer at solid to solid interface has been developed. It involves physical experiment and numerical methods. The first one requires measurements of the temperature variations at specified points in the two samples brought into contact. Samples made of C45 and NC6 steels have been employed in physical experiment. One of the samples was heated to an initial temperature of: 800°C, 1000°C and 1100°C. The second sample has been kept at room temperature. The numerical part makes use of the inverse method for calculating the heat flux and at the interface. The method involves the temperature field simulation in the axially symmetrical samples. The objective function is bulled up as a dimensionless error norm between measured and computed temperatures. The variable metric method is employed in the objective function minimization. The heat transfer coefficient variation in time at the boundary surface is approximated by cubic spline functions. The influence of pressure and temperature on the heat flux has been analysed. The problem has been solved by applying the inverse procedure and finite element method for the temperature field simulations. The self-developed software has been used. The simulation results, along with their analysis, have been presented.
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.
PL
W pracy przedstawiono model numeryczny wymiany ciepła w piecu grzewczym. Zaprezentowano wyniki symulacji komputerowych ukazujących wpływ wyłożenia ogniotrwałego pieca na proces nagrzewania wsadu. Analizie poddano pole temperatury i jego jednorodności we wsadzie, oraz czas potrzebny do nagrzewania wsadu. Model numeryczny i obliczenia opracowano w pakiecie ANSYS Fluent 14.5. Walidacji modelu numerycznego dokonano przy użyciu pieca testowego znajdującego się na wyposażeniu Katedry Techniki Cieplnej i Ochrony Środowiska AGH w Krakowie.
EN
This paper presents a numerical model of heat transfer in a heating furnace. The results of computer simulations show the influence of the refractory lining on the furnace charge heating process. The temperature field, the uniformity in the charge and the time needed to heat the charge have been analyzed. The numerical model was developed and calculations have been developed using the commercial program ANSYS FLUENT 14.5. Validation of the numerical model was made using a furnace testing equipment located on the Department of Thermal Engineering and Environment Protection, AGH University in Krakow.
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.
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.
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.
EN
Charge heating in 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. The influence of selected burner locations inside the furnace on the charge temperature has been analysed. The temperature field and its uniformity in the round charge made of steel for hot open die forging have been analysed. The model and numerical calculations were performed with the ANSYS-Fluent 14.5 package.
PL
Nagrzewanie wsadu w piecach przemysłowych jest trudnym i złożonym procesem. Celem zapewnienia prawidłowej pracy ciągu technologicznego konieczne jest osiągnięcie przez wsad wymaganej temperatury w całej objętości, oraz zapewnienie odpowiedniej równomierności nagrzewania. W pracy określono wpływ sposobu nagrzewania wsadu w piecu komorowym dla wybranych wariantów usytuowania palników grzewczych. Analizie poddano pole temperatury i jego jednorodność w nagrzewanym wsadzie stalowym przeznaczonym do przeróbki plastycznej. Model i obliczenia wykonano pakietem numerycznym ANSYS-Fluent 14.5.
EN
The study presents the findings of research on developing heating curves of heavy parts for the open die forging process. Hot ingots are heated in a chamber furnace. The heating process of 10, 30, 50 Mg ingots was analyzed. In addition, bearing in mind their high susceptibility to fracture, the ingots were sorted into 3 heating groups, for which the initial furnace temperature was specified. The calculations were performed with self developed software Wlewek utilizing the finite element method for the temperature, stress and strain field computations.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących opracowywania krzywych nagrzewania odkuwek wielkogabarytowych przeznaczonych do kucia swobodnego. Proces nagrzewania gorących wlewków prowadzono w piecu komorowym. Analizowano proces nagrzewania wlewków 10, 30, 50 Mg. Dodatkowo mając na względzie dużą podatność na pękanie podzielono je na 3 grupy grzewcze, dla których wyznaczono początkową temperaturę pieca. Obliczenia wykonano Autorskim oprogramowaniem Wlewek służącym do obliczeń pola temperatury, naprężeń i odkształceń wlewków metodą elementów skończonych.
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.
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.
EN
This paper presents the findings of research conducted concerning the determination of thermal boundary conditions for the steel continuous casting process within the primary cooling zone. A cast slab - with dimensions of 1100 mm×220 mm - was analysed, and models described in references were compared with the authors’ model. The presented models were verified on the basis of an industrial database. The research problem was solved with the finite element method using the ProCAST software package.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wyznaczenia termicznych warunków brzegowych dla procesu ciągłego odlewania stali w obszarze strefy pierwotnego chłodzenia. Analizie poddano wlewek płaski o wymiarach 1100×220 mm. W obliczeniach porównano modele opisane w literaturze wraz z modelem własnym. Zaprezentowane modele zweryfikowano na podstawie przemysłowej bazy danych. Zadanie zostało rozwiązane metodą elementów skończonych z zastosowaniem pakietu oprogramowania ProCAST.
EN
The paper presents an attempt of modelling liquid steel motion triggered off by electromagnetic stirring. Steel viscosity was calculated on the basis of temperature field determined with the use of stationary heat conduction equation. Velocity field was determined using Navier-Stokes equations and stream continuity equation. Solution was obtained using the finite element method. The developed model allows to carry out quick simulating calculations of fluid flow. Stationary solution was employed, and this allowed to reduce computation time substantially.
PL
W pracy podjęto próbę modelowania ruchu ciekłej stali wywołanej mieszaniem elektromagnetycznym. Lepkość stali obliczano na podstawie pola temperatury wyznaczonego ze stacjonarnego równania przewodzenia ciepła. Pole prędkości wyznaczono korzystając z równań Naviera-Stokesa i równania ciągłości strugi. Rozwiązanie uzyskano metodą elementów skończonych. Opracowany model pozwala na wykonywanie szybkich obliczeń symulacyjnych ruchów ciekłej stali. Zastosowano rozwiązanie stacjonarne, co umożliwiło istotne skrócenie czasu obliczeń.
PL
W pracy porównano dwa modele wyznaczania naprężenia uplastyczniającego stali. Model naprężenia uplastyczniającego wyznaczanego na podstawie zmiennych wewnętrznych i przystosowanego do zmieniających się warunków odkształcenia porównano z wynikami uzyskanymi dla naprężenia uplastyczniającego wyznaczanego z empirycznych zależności opisanych równaniami opracowanymi przez Shidę. Analizie poddano proces spęczania walcowej próbki stalowej. W pracy przedstawiono wyniki dla kilku wybranych parametrów odkształcenia. Obliczenia wykonano z zastosowaniem autorskiego programu komputerowego wykorzystującego metodę elementów skończonych dla osiowosymetrycznego stanu odkształcenia.
EN
Process of upsetting cylindrical steel samples have been analyzed Two models of determining flow stress of steel have been compared. Flow stress model which is based on internal variables has been adapted to the changing conditions of deformation. The results of simulations have been compared to the flow stress model determined from empirical equations developed by Shida. The results of effective strain, effective strain rata, and flow stress have been presented. The calculations were performed by computer program which utilizes the finite element method for axially symmetric strain state.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań cieplnych rur monolitycznych obustronnie żebrowanych ze spiralnym skręceniem wewnętrznych wzdłużnych żeber i poprzecznym ożebrowaniem zewnętrznym. Rury tego typu są coraz częściej stosowane do budowy wymienników ciepła m. in. w energetyce, motoryzacji czy w przemyśle chemicznym. Badanym medium płynącym wewnątrz rury był olej transformatorowy używany w transformatorach energetycznych jako czynnik chłodzący je oraz jako izolator. Medium omywającym rury z zewnątrz było powietrze. Badane rury różniły się między sobą kątem skręcenia wewnętrznych żeber. Na zaprojektowanym i zbudowanym stanowisku pomiarowym wykonano eksperyment służący oznaczeniu współczynnika wnikania ciepła po stronie zewnętrznej i wewnętrznej rury. Analizowano wpływ zmiany kąta skręcenia wewnętrznych wzdłużnych żeber na wymianę ciepła w rurze. Wyniki obliczeń przedstawiono w formie użytecznych wykresów gotowych do wykorzystania w zastosowaniach praktycznych.
EN
The paper presents the results of thermal investigations of the monometallic both sides finned tubes with spiral twisting internal longitudinal fins and with external transverse fins. This type of tubes are used for the construction of heat exchangers, among others. in the energetics, automotive and chemical industry. The air has been applied as an outside coolant while the transformer oil which is used in power transformers as a coolant and as an insulator flowed inside a tube. The test tubes were different from each other for the helix angle of internal fins. The laboratory stand has been designed and constructed in order to determine the heat transfer coefficient at the inner and outer side of the tubes. The experiments have been done to examine the impact of the helix angle of the internal fins on heat transfer in the tube The presented methodology and results can be very useful for the design of the heat exchanger tubes.
EN
Purpose: This paper presents the results of the numerical calculations concerning the influence of the placing of the developing gaseous gap in a mould based on the thickness of the forming shell, and the temperature distribution on the strand length. A cast slab with dimensions of 1100 mm x 220 mm was analysed. The calculations were performed on various heights of the formation of the gap in the mould. Other process parameters, i.e. the casting speed, melt temperature, and the cooling intensity in the secondary cooling zone, were maintained at a constant level. Design/methodology/approach: The numerical model of the steel continuous casting process, developed with the ProCAST software was used. In the study the effect of the height of the air gap development was examined for five variants. In the heat transfer in the gap model, two basic heat transfer mechanisms were assumed: by radiation and by conductivity. Findings: The numerical model of the steel continuous casting process with influence of the placing of the developing gaseous gap in a mould was developed. The verification of the calculation results obtained, after conducting a number or mathematical simulations, concerned the shell thickness and its dependence on the height of the air gap. The simulation of the temperature distribution was made for the whole strand. Research limitations/implications: The numerical model of the steel continuous casting process, with the curved mould should be used to determine the influence of the placing of the developing gaseous gap. Practical implications: The results of the numerical calculations with heat transfer model, concerning the influence of the placing of the developing gaseous gap in a mould based on the thickness of the forming shell, and the temperature distribution on the strand length. Orignality/value: The calculations were performed on various heights of the formation of the gap in the mould using ProCAST software. The calculated temperature distribution was verified on the basis of an industrial database.
PL
W pracy przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych dotyczących identyfikacji termicznych warunków brzegowych dla procesu ciągłego odlewania stali. Analizie poddano wlewek długi o wymiarach 160 × 160 mm. W obliczeniach porównano modele uproszczone, wykorzystujące średni współczynnik wymiany ciepła w strefie chłodzenia pierwotnego i wtórnego oraz modele rozbudowane. Zadanie zostało rozwiązane metodą elementów skończonych z zastosowaniem pakietu numerycznego ProCAST. Zaprezentowane modele zweryfikowano na podstawie pomiarów przemysłowych.
EN
The results of investigations relating the determination of thermal boundary conditions for continuous casting of steel were presented in the paper. A billets dimension 160 × 160 mm was analyzed. In numerical calculations two models were compared. The first was the simple one and it used average heat transfer coefficient in both cooling zones. The second one used complex models in primary and secondary cooling zones. The problem was solved by the finite element method and commercial numerical packet ProCAST. The presented models were verified on basis of industrial data base.
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.