Проектирование конструкции стенки доменной печи из эффективных материалов. Часть 4. Примеры расчета

Работа является частью цикла статей под общим названием «Проектирование конструкции стенки доменной печи из эффективных материалов» [1–3]. В части 1 «Постановка задачи и предпосылки расчета» рассмотрены типовые многослойные ограждающие конструкции доменной печи. Приведено описание слоев, входящих в состав этих конструкций. Основное внимание уделено футеровочному слою. Кратко описан процесс выплавки чугуна и температурные режимы в характерных слоях внутренней среды печи. На основе теории А.В. Лыкова проанализированы исходные уравнения, описывающие взаимосвязанный перенос теплоты и массы в твердом теле применительно к поставленной задаче адекватного описания процессов с целью дальнейшего рационального проектирования многослойной ограждающей конструкции доменной печи. Априори ограждение с математической точки зрения рассматривается как неограниченная пластина. В части 2 «Решение краевых задач теплопереноса» рассматриваются краевые задачи теплопереноса в отдельных слоях конструкции с различными граничными условиями, приводятся их решения, которые являются базовыми при разработке математической модели нестационарного процесса теплопереноса в многослойной ограждающей конструкции. В части 3 представлена математическая модель процесса теплопереноса в ограждении и алгоритм ее реализации. Предлагаемая математическая модель позволяет решить большое количество задач. В части 4 приведен ряд примеров расчета процесса теплопереноса в многослойном ограждении доменной печи. Полученные результаты коррелируются с результатами, полученными другими авторами, что позволяет сделать заключение о пригодности новой математической модели для решения задачи рационального проектирования ограждающей конструкции, а также моделировать ситуации, возникающие на любом временном интервале эксплуатации ограждения доменной печи.

А.М. ИБРАГИМОВ, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Л.Ю. ГНЕДИНА, канд. техн. наук

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)

1. Ибрагимов А.М., Липенина А.В. Проектирование конструкции стенки доменной печи из эффективных материалов. Часть 1. Постановка задачи и предпосылки расчета // Строительные материалы. 2018. № 3. С. 70–74. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-757-3-70-74
2. Ибрагимов А.М., Липенина А.В., Гнедина Л.Ю. Проектирование конструкции стенки доменной печи из эффективных материалов. Часть 2. Решение краевых задач теплопереноса // Строительные материалы. 2018. № 5. С. 73–76. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-759-5-73-76
3. Федосов С.В., Ибрагимов А.М., Гнедина Л.Ю. Проектирование конструкции стенки доменной печи из эффективных материалов. Часть 3. Математическая модель процесса теплопереноса // Строительные материалы. 2018. № 12. С. 71–75. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-766-12-71-75
4. Федосов С.В. Аналитическое описание тепловлагопереноса в процессе сушки дисперсных материалов при наличии термодиффузии и внутреннего испарения влаги // Журнал прикладной химии. 1986. Т. 59. № 3. С. 2033–2038.
5. Федосов С.В., Кисельников В.Н. Тепловлагопе-ренос в сферической частице при конвективной сушке во взвешенном состоянии // Известия вузов. Химия и химическая технология. 1985. Т. 28. № 2. С. 14–15.
6. Федосов С.В., Зайцев В.А., Шмелев А.Л. Расчет температурных полей в цилиндрическом реакторе с неравномерно распределенным источником теплоты. Состояние и перспективы развития электротехнологии. Тезисы докладов всесоюзной научно-технической конференции. Иваново. 1987. С. 28.
7. Федосов С.В., Кисельников В.Н., Шертаев Т.У. Применение методов теории теплопроводности для моделирования процессов конвективной сушки. Алма-Ата: Гылым, 1992. 168 с.
8. Федосов С.В., Гнедина Л.Ю. Нестационарный теплоперенос в многослойной ограждающей конструкции. Проблемы строительной теплофизики систем обеспечения микроклимата и энергосбережения в зданиях: Сборник докладов IV научно-практической конференции. 27–29 апреля 1999. Москва, НИИСФ. С. 343–348.
9. Чизильский Э. Вентилируемые конструкции наружных стен // Жилищное строительство. 1996. № 10. С. 25–27.
10. Шмелев А.Л. Федосов С.В., Зайцев В.А., Сокольский А.И., Кисельников В.Н. Моделирование нестационарного теплопереноса в реакторе гидролиза циансодержащих полимеров. Ивановский химико-технологический институт. Черкасы, 1988. 10 с. Деп. в НИИТЭХИМ. N1076–XII88.
11. Шмелев А.Л. Непрерывный способ получения водорастворимых полимеров на основе поли-акрилонитрила с высоким содержанием основного вещества. Дис. … канд. техн. наук. Иваново, 1998.
12. Лыков А.В., Михайлов Ю.А. Теория переноса энергии и вещества. Минск: Изд. АН БССР, 1959. 330 с.
13. Федосов С.В., Ибрагимов А.М., Гнедина Л.Ю., Гущин А.В. Математическая модель нестационарного теплопереноса в многослойной ограждающей конструкции. Доклады XII российско-польского семинара «Теоретические основы строительства». Варшава, 2003. С. 253–261.
14. Большакова Н.В. Энерго- и ресурсосбережение в высокотемпературных печах с фальшкожухом // Известия МГТУ (МАМИ). 2013. № 3 (17). Т. 2. С. 79–85.
15. Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. М.: Физматгиз, 1962. 456 с.
16. Федосов С.В., Ибрагимов А.М., Гнедина Л.Ю., Игнатьев С.А. Расчет толщины теплоизоляционного (среднего) слоя трехслойных стеновых панелей (стена 2). Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 4977. Государственный координаторский центр информационных технологий. Отраслевой фонд алгоритмов и программ. М., 2005.