Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Solution of inverse heat conduction equation with the use of Chebyshev polynomials

Joachimiak M., Frąckowiak A., Ciałkowski M.

Archives of Thermodynamics

|

2016

|

Vol. 37, no. 4

73--88

EN

A direct problem and an inverse problem for the Laplace’s equation was solved in this paper. Solution to the direct problem in a rectangle was sought in a form of finite linear combinations of Chebyshev polynomials. Calculations were made for a grid consisting of Chebyshev nodes, what allows us to use orthogonal properties of Chebyshev polynomials. Temperature distributions on the boundary for the inverse problem were determined using minimization of the functional being the measure of the difference between the measured and calculated values of temperature (boundary inverse problem). For the quasi-Cauchy problem, the distance between set values of temperature and heat flux on the boundary was minimized using the least square method. Influence of the value of random disturbance to the temperature measurement, of measurement points (distance from the boundary, where the temperature is not known) arrangement as well as of the thermocouple installation error on the stability of the inverse problem was analyzed.

2

Analiza współczynnika przejmowania ciepła wybranych olejów hartowniczych

Adrian H., Augustyn-Pieniążek J., Franek J., Osika M., Marynowski P.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 4

267--273

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy zależności współczynnika przejmowania ciepła od temperatury pięciu olejów hartowniczych produkowanych przez firmę Orlen Oil S.A przy temperaturach olejów w zakresie 20÷110 oC. Analizę przeprowadzono na podstawie wyników pomiarów temperatury wewnątrz sondy pomiarowej urządzenia ivf Smart Quench w funkcji czasu chłodzenia sondy w oleju hartowniczym [1]. Badane oleje hartownicze wykazywały się znacznymi różnicami zdolności chłodzącej prezentowaną maksymalną szybkością chłodzenia jak również maksymalną wartością współczynnika przejmowania ciepła oraz temperaturą, przy której ta wartość występowała. Największą zdolność chłodzącą wykazywał olej Hartex 70, najmniejszą zaś OH-120M. Wartości maksymalne obliczonych współczynników przejmowania ciepła, αmax, mieściły się w zakresie 1750÷3951 W/m2C.

EN

Results of analysis of the relationships between the heat transfer coefficient and temperature for five quenching oils made in Orlen Oil Company are presented. Temperature of oils was in the range of 20÷110°C. The analysis was carried out using the results of measurements of the temperature inside of test probe of ivf Smart Quench instrument [1] during quenching in oil. The high quench capacity showed Hartex70S oil, a low capacity oil OH-120M. Maximum values of calculated heat transfer coefficients, amax were in the range of 1750÷3951 W/m2C.

3

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.

4

The influence of selected parameters of water spray cooling on the heat transfer coefficient

Cebo A., Buczek A.

Computer Methods in Materials Science

|

2009

|

Vol. 9, No. 2

200-206

EN

The water spray cooling is widely used in many industrial processes like metallurgy microelectronics, nuclear safety and aerospace engineering. The metallurgical industry uses spray cooling for quenching of iron ingots and cooling of strands in continuous casting process. A parameter which has a great influence on microstructure and residual stresses in steel specimens is the heat transfer coefficient. This parameter allows to control the cooling rate and thus allows to improve and optimize productivity and quality of the products. There are many parameters affecting the heat transfer coefficient, which include the physics of the cooling process, the properties of cooling material and properties of the cooling medium. In this paper an experimental study was made to determine the effect of water spray cooling parameters on the heat transfer from a hot metal surface. The investigated parameters were water flux density, the distance of the spray nozzle from the cooling surface and the spray pressure. The experimental sample were metal cylinders of 20 mm in diameter and 20 mm long, which were heated in a resistance heater furnace to about 530°C and then rapidly and symmetrically cooled by water spray using the full cone water nozzle. To measure the temperature inside the cooling indicators, three fast response thermocouples were used. The heat transfer coefficient was determined by the boundary inverse problem of heat conduction. A finite element method has been applied to solve the problem. As a result, cooling curves expressing the heat transfer coefficient as a function of surface temperature were obtained.

PL

Chłodzenie natryskiem wodnym stosuje się w wielu dziedzinach przemysłowych jak na przykład metalurgia, mikroelektronika czy inżynieria kosmiczna. W przemyśle metalurgicznym chłodzenie natryskiem wodnym jest wykorzystywane do polepszenia i zoptymalizowania wydajności i jakości produktów wytwarzanych w procesach odlewania, kucia czy obróbki cieplnej. Parametrem, który pozwala kontrolować proces chłodzenia jest współczynnik przejmowania ciepła. Określenie zmian współczynnika przejmowania ciepła w procesie chłodzenia jest zadaniem trudnym ponieważ jest on zależny od szeregu różnych parametrów do których zalicza się: fizykę procesu chłodzenia, własności chłodzonego materiału oraz własności medium chłodzącego. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczących wpływu wybranych parametrów procesu chłodzenia natryskiem wodnym na współczynnik przejmowania ciepła podczas chłodzenia metalowej próbki. Parametrami tymi były: gęstość strumienia wody, odległość dyszy od czoła powierzchni chłodzonej oraz ciśnienie wody. Próbką do badań był metalowy walec o średnicy 20 mm i wysokości 20 mm, który nagrzewano w piecu oporowy, a następnie gwałtownie chłodzono przy pomocy natrysku wodnego. Do badań użyto dyszy rozpylającej pełnostożkowej. Do pomiaru temperatury wykorzystano termoelementy typu K. Współczynnik przejmowania ciepła określano poprzez rozwiązanie brzegowego odwrotnego zagadnienia przewodzenia ciepła. Do rozwiązania problemu wykorzystano metodę elementów skończonych. Otrzymane wyniki przedstawiono w postaci zależności współczynnika przejmowania ciepła od temperatury chłodzonej powierzchni.

5

3-D inverse solution for continuous casting taking an air cap into consideration

Nowak I., Smołka J., Nowak A. J.

Archives of Foundry Engineering

|

2008

|

Vol. 8, iss. 4

157-162

EN

The paper discusses a 3-D numerical solution of the inverse boundary problem for a continuous casting process of an aluminium alloy. Since the verified information on the heat flux distribution is crucial for a good design of a mould, effective cooling system and generally the whole caster, the main goal of the analysis presented within the paper was an identification of the heat fluxes along the external walls of the ingot. In the study an enthalpy-porosity technique implemented in a commercial Fluent package was used for modelling the solidification process. In this method, the phase change interface was determined on the basis of the liquid fraction approach. Moreover, the mathematical model included the pull velocity, the temperature-dependent properties for a liquid phase, mushy zone and solid phase, and a spatially local distribution of the thermal contact resistance between the ingot and crystallizer walls. In the inverse procedure, a sensitivity analysis was employed for the estimation of the boundary conditions retrieval. Although, the measured temperatures required to solve the problem are always burdened by measurement errors, a comparison of the measured and retrieved values showed a high accuracy of the computations.