Wyniki 1-10 spośród 12 dla zapytania: authorDesc:"BEATA HADAŁA"

Wpływ ciepła krzepnięcia na pole temperatury pasma w linii ciągłego odlewania stali


  W pracy przedstawiono model matematyczny wymiany ciepła zastosowany do wyznaczania pola temperatury wlewka ciągłego chłodzonego w krystalizatorze i w strefie chłodzenia wtórnego oraz w powietrzu. Zastosowano rozwiązanie stacjonarne do wyznaczenia temperatury wlewka i rozwiązanie niestacjonarne do wyznaczenia temperatury krystalizatora. W modelu numerycznym zastosowano metodę reszt ważonych Galerkina. W trójwymiarowym rozwiązaniu metodą elementów skończonych zastosowano nieliniowe funkcje kształtu. Analizowano wpływ źródła ciepła na stabilność i dokładność rozwiązania. Badano bilans ciepła w objętości kontrolnej w celu skalowania funkcji wagi w metodzie reszt ważonych Galerkina. In the paper the heat transfer model employed for computation of the temperature field of the continuously cast strand has been presented. The model describes strand cooling in the mould, in the secondary coolling zones and in the air. Steady convection-diffusion equation has been employed to compute strand temperature in the whole continuous casting line. Transient solution has been used to compute mold temperature. Numerical model is based on the Galerkin method. The method uses nonlinear shape function and second order derivatives to the temperature field. Effect of the solidification heat on the strand temperature has been analyzed. The heat balance in the control volume has been computed in order to improve the solutions accuracy. Słowa klucze: ciepło krzepnięcia, temperatura pasma, ciągłe odlewanie stali Key words: solidification heat, strand temperature, continuous casting of steel 2010 r. Hutnik - Wiadomości hutnicze S. 637 po wyjściu z krystalizatora s s ( s p ) q = T -T (4) gdzie: Ts - temperatura powierzchni pasma, Tp - temperatura powietrza lub wody przy chłodzeniu pasma natryskiem, Tk - temperatura powierzchni wewnętrznej krystalizatora, αs - współczyn[...]

Zastosowanie dwu- i trójwymiarowego modelu opartego na metodzie elementów skończonych do wyznaczania współczynnika wymiany ciepła z wykorzystaniem rozwiązania odwrotnego


  Linie technologiczne ciągłego odlewania stali mają układy chłodzenia wodnego, za pomocą których pasmo jest chłodzone z kontrolowaną prędkością. Zbyt wolne chłodzenie może doprowadzić do niecałkowitego zakrzepnięcia lub wycieków ciekłej stali. Zbyt szybkie chłodzenie powoduje zwykle powstawanie nadmiernych naprężeń cieplnych, które prowadzą do naruszenia spójności i powstawania wad. Wymagane intensywności chłodzenia uzyskuje się za pomocą dysz wodnych o różnej konstrukcji i parametrach przepływu. Skutki chłodzenia mogą być określone za pomocą symulacji numerycznych, w wyniku których określane jest pole temperatury chłodzonego materiału. W celu wyznaczenia pola temperatury konieczne jest opisanie warunków brzegowych występujących w kolejnych fazach chłodzenia. Jest to szczególnie trudne w strefach chłodzenia wodą. Współczynniki wymiany ciepła zazwyczaj wyznaczane są za pomocą rozwiązań odwrotnych, w których pole temperatury chłodzonej próbki obliczane jest metodami numerycznymi. Jednowymiarowe rozwiązania pozwalają na określenie średniej wartości współczynnika wymiany ciepła na chłodzonej powierzchni i jego zmian w czasie. W artykule porównano czas obliczeń oraz dokładność rozwiązania brzegowego zagadnienia odwrotnego dla czterech wartości współczynnika wymiany ciepła, uzyskanych za pomocą modeli dwu- i trójwymiarowych. Continuous casting lines are equipped with cooling systems which are used to control the strand temperature. Too low cooling rate leads to liquid steel leaks at the strand cut off section. Fast cooling generates high thermal stresses resulting in cracks formed at the strand surface. Suitable rate of cooling can be determined based on numerical simulations. In this case boundary conditions have to be specified at the strand surface. In the continuous steel casting strand is cooled by the water sprays and heat transfer coefficients depend on the water flow rate and pressure. The heat transfer coefficient can be estimated from a s[...]

Wybrane modele chłodzenia płyty stalowej w powietrzu i ich walidacja DOI:10.15199/24.2017.4.9


  W pracy przedstawiono wyniki analizy wybranych modeli warunku brzegowego opartego o efektywny współczynnik wymiany ciepła wykorzystywany w symulacjach numerycznych procesów metalurgicznych. Badania miały na celu wytypowanie zależności pozwalających otrzymać jak najlepsze odwzorowanie pola temperatury płyty pionowej chłodzonej swobodnie w powietrzu od temperatury 900°C. Warunki brzegowe zostały zaimplementowane do programu wyliczającego zmianę temperatury płyty z rozwiązania metodą elementów skończonych równania przewodzenia ciepła. Otrzymane wyniki zostały porównane z pomiarem zmian temperatury płyty podczas chłodzenia. Dokonano również oceny dokładności zastosowanego modelu warunku brzegowego przez jego porównanie ze współczynnikiem wymiany ciepła uzyskanym z rozwiązania odwrotnego. Wykonane testy wykazały, że modele warunku brzegowego typu radiacyjnego oparte na efektywnym współczynniku wymiany ciepła pozwalają najdokładniej modelować zmiany temperatury płyty chłodzonej w powietrzu. Słowa kluczowe: rozwiązanie odwrotne, warunek brzegowy, chłodzenie w powietrzu.Wstęp. Chłodzenie metali w powietrzu jest istotnym elementem w każdym procesie technologicznym związanym z wytwarzaniem i przetwarzaniem wyrobów metalowych. W metalurgii chłodzenie w powietrzu odgrywa istotną rolę w takich procesach jak: ciągłe odlewanie stali, przeróbka plastyczna czy obróbka cieplna. Przejmowanie ciepła przy konwekcji swobodnej było szeroko badane i istnieje na ten temat obszerna literatura [14, 2]. Jednak w procesach metalurgicznych mamy do czynienia nie tylko z konwekcyjną wymianą ciepła na powierzchni omywanej przez powietrze, ale ze względu na wysokie temperatury istotną rolę odgrywa również radiacyjna wymiana ciepła. Rozdzielenie konwekcyjnej i radiacyjnej wymiany ciepła w konkretnym procesie na ogół nie jest proste i podejmowane są próby budowy modeli mieszanych lub opartych o efektywne współczynniki wymiany ciepła obejmujące radiacyjną i ko[...]

Model wymiany ciepła w procesie ciągłego odlewania stali z uwzględnieniem lokalnego warunku brzegowego DOI:10.15199/148.2018.3.4


  Pole temperatury krzepnącego pasma opisuje równanie przewodzenia ciepła z członem konwekcyjnym. Rozwiązaniem tego równania jest pole temperatury T, które powinno spełniać warunki brzegowe na powierzchni pasma. W procesie COS występują wszystkie trzy mechanizmy wymiany ciepła: przewodzenie, promieniowanie oraz konwekcja. Po ochłodzeniu stali przy powierzchni krystalizatora, poniżej temperatury solidus, rozpoczyna się tworzenie szczeliny. Po wyjściu z krystalizatora powierzchnia pasma jest chłodzona natryskiem wodnym, w wyniku kontaktu z rolkami oraz z powietrzem. Strumień ciepła, który jest odprowadzany z powierzchni stygnącego pasma, jest proporcjonalny do różnicy temperatury powierzchni pasma oraz temperatury medium chłodzącego. W strefie chłodzenia natryskami wodnymi współczynnik wymiany ciepła zależy od warunków, z jakimi mamy do czynienia podczas kontaktu wody z powierzchnią pasma. Na jego wartość mają wpływ: gęstość strumienia wody, prędkość wody wypływającej z dyszy natryskowej, rodzaj dyszy, ciśnienie wody. Ważna jest również konstrukcja samych dysz i sposób rozpylenia strugi wody. Wymiana ciepła podczas kontaktu pasma z chłodzonymi rolkami, znajdującymi się w strefie chłodzenia wtórnego, jest trudna do opisania. Powierzchnia styku jest niewielka w porównaniu z powierzchnią pasma. Wymiana ciepła w tym wypadku nie wpływa istotnie na chłodzenie wyciąganego pasma, jednak powoduje lokalne zmiany temperatury powierzchni. W literaturze można odnaleźć zaledwie kilka modeli opisujących to zjawisko. Wartość współczynnika wymiany ciepła osiąga maksymalną wartość 1500 W/(m2K) [1]. Problem modelowania pola temperatury w procesie krzepnięcia wlewków ciągłych podejmow[...]

Modelowanie numeryczne pól temperatury kształtowników walcowanych na gorąco

Czytaj za darmo! »

W artykule opisano model wymiany ciepła oraz przykładowe wyniki symulacji pola temperatury w procesie walcowania na gorąco szyny S49. Do obliczeń wykorzystano rozwiązanie oparte na metodzie elementów skończonych w przestrzeni 2D. Obliczenia wykonano na podstawie danych dla rzeczywistego procesu technologicznego. Zaprezentowano także porównanie wyników obliczeń z obliczeniami pełnym modelem przest[...]

Analiza pola temperatury podczas dogrzewania głowy krzepnącego wlewka

Czytaj za darmo! »

W pracy przedstawiono model numeryczny dogrzewania głowy wlewka oraz wybrane wyniki obliczeń pola temperatury krzepnącego wlewka określone metodą elementów skończonych. Obliczenia przeprowadzono dla wlewka o masie 50 Mg dogrzewanego ekranem grzejnym o temperaturze 1300 i 1500 °C. Stwierdzono, że aktywnie działają jedynie ekrany o temperaturze bliskiej temperatury likwidus. Numerical model of the top of ingot solidification has been described. Reheating process of the top of ingot has been modeled by the finite element method. The calculations have been carried out for 50 Mg ingot. The temperature of the reheating shield of 1300 and 1500 °C have been modeled. Numerical simulations have shown that the reheating shield temperature should beat the close to solidus temperature. Słowa kl[...]

Wpływ promienia łuku na powstawanie naprężeń i odkształceń we wlewku odlewanym w sposób ciągły


  W pracy przedstawiono trójwymiarowy model naprężeń i odkształceń powstających we wlewku odlewanym w sposób ciągły. Rozwiązanie uzyskano metodą elementów skończonych. Testy modelu przeprowadzono dla dwóch różnych wartości promienia łuku urządzenia COS. Testy wykazały istotny wpływ tego parametru na wartość naprężeń powstających we wlewku ciągłym. Development of the stress and strain fields in the continuously casted stand has been analyzed. Mechanical stresses resulting from bending and unbending of the strand has been taken into account. The stress model is completed with the thermal stresses resulting from non uniform temperature distribution in the strand. The solution has been obtained by the finite element method in the three dimensional domain. The results of calculation have shown essential influence of the arc of casting machine on the stress field. The maximum value of the mean stress has increased from 250 MPa to 400 MPa if the arc of casting machine has been change from 10.5 m to 6 m. Słowa kluczowe: ciągłe odlewanie stali, naprężenia, metoda elementów skończonych, Key words: continuous casting of steel, stress state, finite element method.Wstęp. Pierwsze urządzenia COS budowane w pierwszej połowie dwudziestego wieku były urządzeniami pionowymi o wysokości niejednokrotnie przekraczającej 40 m. Dążenie do zmniejszania kosztów inwestycyjnych linii ciągłego odlewania stali w konsekwencji doprowadziło do powstania i rozwoju urządzeń promieniowych zwanych też radialnymi. Promień łuku powinien być tak zaprojektowany, aby powstające w warstwie powierzchniowej naprężenia w trakcie zaginania i prostowania wlewka nie powodowały pęknięć i naderwań. W literaturze znane są zależności na przybliżoną wartość promienia łuku urządzenia COS w zależności od grubości wlewka ciągłego [1]. Analiza wpływu tego i innych parametrów linii ciągłego odlewania na jakość uzyskanego wlewka prowadzona metodami eksperymentalnymi jest bardzo kosztowna i [...]

Modelowanie pola naprężeń we wlewku odlewanym w sposób ciągły


  W pracy przedstawiono trójwymiarowy model naprężeń i odkształceń powstających we wlewku odlewanym w sposób ciągły. Model uwzględnia odkształcenia i naprężenia powodowane wyginaniem pasma w czasie ruchu po łuku krystalizatora i nierównomiernym polem temperatury. Rozwiązanie uzyskano metodą elementów skończonych. Testy modelu przeprowadzono dla trzech wariantów uwzględniających: tylko wyginanie pasma, tylko nierównomierne pole temperatury, łączny skutek wyginania pasma i nierównomiernego pola temperatury. Testy wykazały istotny wpływ obu czynników na rozkład naprężeń i odkształceń. Three dimensional model of the stress and strain fields in the continuously cast strand has been developed. The model predicts strains and stresses resulting from non uniform temperature field and the strand bending while moving along the arc of the casting machine. Three tests considering: only strand bending, only non uniform temperature field, both strand bending and non uniform temperature field have been performed. The tests have shown essential effect of both factors on the strain and stress fields. Słowa kluczowe: ciągłe odlewanie stali, naprężenia, metoda elementów skończonych Key words: continuous casting of steel, stresses, finite element method Wstęp. Modelowanie numeryczne procesu ciągłego odlewania stali jest trudne ze względu na zmiany stanu skupienia stali. Stal przechodzi z fazy ciekłej do stałej w wyniku intensywnego chłodzenia w krystalizatorze i strefach chłodzenia wtórnego. Wyznaczanie pola temperatury we wlewku ciągłym jest stosunkowo szeroko opisane w literaturze [1÷3]. Istotna jest jednak dokładność uzyskanego pola temperatury i czas obliczeń [4]. Na dokładność rozwiązania ma wpływ model numeryczny i sposób wprowadzania warunków brzegowych. Dużo bardziej skomplikowanym zagadnieniem jest jednak określenie naprężeń powstających podczas krzepnięcia, szczególnie w strefie przejściowej przy współistnieniu fazy ciekłej i stałej, jak równi[...]

Symulacja ruchu ciekłej stali w krystalizatorze ciągłego odlewania stali


  W pracy podjęto próbę modelowania ruchu ciekłej stali w krystalizatorze ciągłego odlewania. 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 w krystalizatorze. Zastosowano rozwiązanie stacjonarne, co umożliwiło istotne skrócenie czasu obliczeń. Krótki czas obliczeń umożliwia zastosowanie opracowanego modelu do projektowania układów zalewowych. Analizie poddano ruch ciekłej stali w obrębie krystalizatora wywołany dynamicznym działaniem strugi ciekłej stali wydostającej się z dyszy zalewowej. Simulation of the liquid steel motion in the continuous casting mould has been performed. Viscosity of steel has been calculated based on the temperature field determined from the solution of the steady heat transport equation. Velocity of the liquid steel has been calculated from the Navier-Stokes equation coupled with the continuity equation. The finite element method was used in the numerical model. The developed model allows performing fast simulation of the liquid steel motion in the continuous casting mould. Reduction of the computation time has been achieved due to steady solution to the flow problem. Low computation time allows to use the developed software in designing the supply systems of the continuous casting mould. The liquid steel motion in the casting mould caused by the dynamic forces resulting from the liquid steel leaving the submerged nozzle has been analyzed. Słowa klucze: ciągłe odlewanie stali, dysza zalewowa, metoda elementów skończonych Key words: continuous casting of steel, submerged entry nozzle, finite element method.Wstęp. Proces ciągłego odlewania stali jest dominującym sposobem otrzymywania półwyrobów na świecie. W ciągu ostat[...]

Wpływ zgorzeliny na przejmowanie ciepła w procesie kucia swobodnego wału


  Kucie swobodne należy do procesów przeróbki plastycznej, w których wymiana ciepła zachodząca między odkształcanym materia- łem, kowadłami i otoczeniem jest funkcją wielu zmiennych. W pracy podjęto próbę oceny zmian współczynnika wymiany ciepła w zależności od obecności pierwotnej zgorzeliny, stanu powierzchni kowadeł i temperatury kutego materiału. W wymianie ciepła uwzględniono również generowanie ciepła na skutek pracy odkształcenia plastycznego oraz wielkość pola powierzchni styku odkuwki z kowadłem. Wykonane obliczenia numeryczne zostały zweryfikowane eksperymentalnie poprzez pomiary termowizyjne. Open die forging belongs to the processes of plastic working, in which heat transfer, between the deformed material, the anvils and environment is a function of many variables. In the paper an attempt has been made to determine the influence of primary scale formation, increase of the secondary scale during the forging operation, condition of the anvil surface and temperature of the deformed material on the heat transfer coefficient. The heat generating as a result of the work of plastic deformation and the change of the contact surface between the forging and the anvils was also taken into consideration. The calculations were verified experimentally by thermal measurements. Słowa kluczowe: wydłużanie swobodne, metoda elementów skończonych, wymiana ciepła Key words: drawing out process, finie element metod, heat transfer K T C T G ij j ij j i ( ) ()()() τ τ ( ) ττ +  = τ 2011 r. HUTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE S. 234 czasu, τ - czas. Zakładając liniową zmianę temperatury w czasie Δτ ɛ (τ, τ + Δτ) oraz stosując do rozwiązania równania przewodzenia ciepła schemat Galerkina, otrzymuje się układ równań liniowych, który jest rozwiązywa- ny metodą gradientów sprzężonych, opisaną w pracy [5]. Warunki brzegowe w procesie wydłużania po- dzielono na trzy części: chłodzenie w powie[...]

 Strona 1  Następna strona »