8 812 123 45 67
Численное моделирование участка печи прямой графитации при вариации состава теплоизоляционных материалов

Специалисты АО «ЦИФРА» провели работы по моделированию процесса нагрева участка печи прямой графитации и сравнительному анализу результатов при использовании двух отличающихся по свойствам теплоизоляционных материалов.

Вебинар: Сопровождение проектирования центров обработки данных в части температурного и климатического CFD-моделирования

Приглашаем на открытый вебинар, посвящённый актуальным вопросам сопровождения проектирования центров обработки данных (ЦОД) в части температурного и климатического CFD-моделирования

Регистрация →

Справка

Промышленный способ изготовления графита – многоступенчатый процесс обработки исходного сырья. Графитация – заключительный этап, заключающийся в высокотемпературной обработке заготовок из кокса, при которой они переходят в состояние более высокой кристаллографической упорядоченности. Процесс графитирования в основном проводят в однофазных электрических печах периодического действия прямого (печи Кастнера), или косвенного нагрева (печи Ачесона), обеспечивающих уровень температур в изделиях 2400–3000 °С.

Рисунок 1 – Печь Кастнера: 1,3 – торцевая и боковая стены; 2 – подина; 4 – воздушные каналы; 5 – подвижный токоподвод; 6 – гнездо подвижного токоподвода; 7 – неподвижный токоподвод; 8 – заготовки; 9 – выравнивающая вставка; 10 – демпферная прокладка; 11 – теплоизоляция.

Цель работ

Установление влияния теплофизических свойств теплоизоляционных материалов на распределение полей температур в печи графитации.

Методика проведения расчетов

Модель состоит из следующих основных компонентов:

  • стержневые заготовки из кокса, на которые подается напряжение для их последующего нагрева;
  • теплоизоляционный материал (шихта);
  • внешние стенки печи из кирпича и бетона.

Рисунок 2 – Пример математической модели печи прямой графитации Кастнера

Для ускорения проведения расчетов моделируется только часть печи – регулярный участок печи длиной 1 м.

Расчет проходит в два этапа: этап нагрева и этап охлаждения.

На этапе нагрева совместно решается связанная нестационарная задача теплопроводности и квазистационарная задача электропроводности: на концах заготовки мгновенно прикладываются электрические потенциалы, соответствующие режиму нагрева; на распределение температур в текущий момент времени оказывает влияние его распределения в предыдущие моменты времени.

При достижении 3000 °С коксовые заготовки меняют свои свойства – стержни становятся графитовыми. На этапе охлаждения отключается подача электричества на заготовки, механические свойства заготовок заменяются на соответствующие свойства графита.

Построение математической модели и проведение расчетов проводились с использованием программно-вычислительного комплекса ANSYS.

Результаты работы

По результатам расчетов проведен сравнительный анализ полученных результатов для двух теплоизоляционных материалов печи. Подготовлена отчетная документация с обоснованием выбора теплоизоляционного материала для повышения качества изготовляемой продукции.

Список использованных источников

  • С.В. Лелека, Е.Н. Панов, А.Я. Карвацкий, И.В. Пулинец, Т.В. Чирка, Т.В. Лазарев. Теплоэлектрическое состояние печей графитирования Ачесона. Монография. Киев: НТУУ «КПИ». 2014
  • А.Ю. Педченко, Є.М. Панов, А.Я. Карвацький, С.В. Лелека, Т.В. Лазарєв. Теоретично-експериментальнi дослiдження печей графiтування Кастнера. Монографiя. Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського. 2017

В статье использовано изображение ООО «Эл 6» https://www.el6.ru/ru/o-kompanii/proizvodstvennyie-aktivyi/el-6-novocherkassk/novosti/epm-nez-zapustil-v-ekspluatacziyu-pech-grafitaczii,-analogov-kotoroj-net-v-rossii/

вернуться к списку новостей
Рассчитать стоимость онлайн
Сообщите основную информацию о вашей задаче, ответьте на несколько вопросов и мгновенно получите оценку трудоемкости актуальной для вас инженерной задачи.
Узнать цену
Связанные новости
21 октября 2024

Международный строительный форум и выставка 100+ TechnoBuild

Делегация специалистов АО «ЦИФРА» с 1 по 3 октября 2024 года приняла участие в работе XI международного строительного форума и посетила выставку 100+ TechnoBuild.
Новости
27 сентября 2024

VII Научно-техническая конференция «Технологии обустройства нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений»

23-25 сентября делегация АО «ЦИФРА» приняла участие в работе VII Научно-технической конференции «Технологии обустройства нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений».
Новости
Связанные публикации в блоге
5 ноября 2024

Расчёт прочности узлов металлоконструкций

При проведении оценки прочности металлических конструкций в качестве сопутствующей задачи выступает анализ локальной прочности узлов соединения элементов металлоконструкций, например, фланцевых, фрикционных или срезных соединений.
Блог
7 октября 2024

Применение аддитивных технологий в промышленности

Аддитивные технологии, более известные как 3D-печать, активно меняют облик современной промышленности, предоставляя предприятиям новые возможности для оптимизации и ускорения производственных процессов. Так, методы аддитивного производства, основанные на принципе послойного создания объектов, предлагают компаниям решения, которые зачастую сложно реализовать с использованием традиционных производственных методов.
Блог
Связанные вебинары
14 ноября 2024

Сопровождение проектирования центров обработки данных в части температурного и климатического CFD-моделирования

Приглашаем на открытый вебинар, посвящённый актуальным вопросам сопровождения проектирования центров обработки данных (ЦОД) в части температурного и климатического CFD-моделирования.
Вебинары
6 ноября 2024

Расчёты на прочность сосудов и аппаратов в соответствии с нормативно-технической документацией РФ

Приглашаем на открытый вебинар, посвящённый актуальным вопросам проведения расчётов на прочность сосудов и аппаратов в соответствии с нормативно-технической документацией РФ
Вебинары
Расскажите о вашей задаче
Изменить файл
Поля, отмеченные звездочкой (*) обязательны для заполнения.
Успешно отправлено! Наш специалист свяжется с Вами в ближайшее время!