УДК 621.365.51 DOI: https://doi.org/10.15407/techned2017.04.055 МОДЕЛИРОВАНИЕ И КОНТРОЛЬ ДЛИТЕЛЬНО ПРОТЕКАЮЩИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ И ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ИНДУКЦИОННОЙ КАНАЛЬНОЙ ПЕЧИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕДНОЙ КАТАНКИ
Авторы
Проведено мультифизическое моделирование длительно протекающих (десятки часов), разномасштабных по времени электромагнитных и тепловых переходных процессов в индукционной канальной печи, используемой в технологии получения медной катанки. В основу реализации моделирования положены связанные между собой нелинейные электрическая и тепловая эквивалентные цепи, учитывающие такие факторы, как зависимость электропроводности и теплоемкости нагреваемого медного шаблона от температуры, наличие фазового перехода при его нагреве до температуры выше температуры плавления, периодическая загрузка холодных медных катодов в зону расплава и непрерывное литье медных заготовок. Показано, что протекающие при этом динамические процессы тепло- и массопереноса могут моделироваться эквивалентной тепловой цепью с нелинейными и коммутируемыми емкостями. Компьютерная реализация метода выполняется в программе Matlab/Simulink/SPS. Для снижения затрат компьютерного времени предложен и реализован подход искусственного уменьшения частоты источника электропитания с одновременным пропорциональным увеличением всех индуктивностей в эквивалентной электрической цепи. Приведенные результаты тепловых расчетов позволяют выбирать рациональные технологические режимы и параметры установки. Библ. 12, рис. 7. Ключевые слова: индукционная канальная печь, электромагнитные процессы, тепловые процессы, фазовый переход при плавлении заготовки, мультифизическая цепь, компьютерное моделирование.
Поступила 14.03.2017 УДК 621.365.51 МОДЕЛЮВАННЯ ТА КОНТРОЛЬ ТРИВАЛИХ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ І ТЕПЛОВИХ ПРОЦЕСІВ В ІНДУКЦІЙНІЙ КАНАЛЬНІЙ ПЕЧІ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА МІДНОЇ КАТАНКИ
Автори
Проведено мультифізичне моделювання тривалого перебігу (десятки годин) різномасштабних за часом електромагнітних та теплових перехідних процесів в індукційній канальній печі, яка використовується в технології виготовлення мідної катанки. В основу реалізації моделювання покладено позв'язані між собою нелінійні електричне та теплове еквівалентні кола, в яких враховуються такі фактори, як залежність від температури електропровідності і теплоємності мідного шаблона, наявність фазового переходу при його нагріванні до температури вище температури плавлення, періодичне завантаження холодних мідних катодів у зону розплаву та безперервне лиття мідних заготовок. Показано, що динамічні процеси тепло- і масопереносу можуть моделюватися еквівалентним тепловим колом з нелінійними та комутуючими ємностями. Комп'ютерна реалізація методу виконується в програмі Matlab/ Simulink/SPS. Для зниження витрат комп'ютерного часу запропоновано метод штучного зменшення частоти джерела електроживлення з одночасним пропорційним збільшенням усіх індуктивностей в еквівалентному електричному колі. Наведені результати теплових розрахунків дозволяють вибирати раціональні технологічні режими та параметри установки. Бібл. 12, рис. 7. Ключові слова: індукційна канальна піч, електромагнітні процеси, теплові процеси, фазовий перехід при плавленні заготовки, мультифізичне коло, комп'ютерне моделювання.
Надійшла 14.03.2017 Література
|