Моделирование применительно к газовым плавильным агрегатам литейного производства. Черный А.А. - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

19
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИМЕНИТЕЛЬНО
К ГАЗОВЫМ ВАГРАНКАМ
Примером комплексного подхода к моделированию сложных процес-
сов может служить математическая обработка результатов исследования ва-
граночного процесса при использовании в качестве топлива природного газа,
подаче в газовые горелки воздуха, температура которого изменялась в широ-
ких пределах, и шихте, состоящей из чугуна, близкого по составу к эвтекти-
ческому, а также среднеуглеродистой
стали.
Для достижения высокой температуры получаемого расплавленного
металла в газовой вагранке необходимо сжигать газообразное топливо так,
чтобы достигалась максимальная температура продуктов сгорания в горящих
факелах и в зоне перегрева жидкого металла. Поэтому прежде всего была вы-
явлена на основе экспериментов зависимость величины коэффициента рас-
хода воздуха α от температуры подаваемого
на смешение с горючим га-
зом воздуха Т
в
. Величина α принималась оптимальной, когда при данной
величине Т
в
достигалась максимальная температура продуктов сгорания. По
методике выявления математической модели процесса при проведении од-
нофакторных экспериментов на большом количестве асимметричных уров-
ней независимых переменных была определена следующая математическая
модель для принятых условий экспериментов:
α = 1,05 – 0,000172 · Т
В
.
Необходимо было выявить математическую модель, где У
мет
– потери
(угар) металла в связи с окислением элементов при плавке в газовой вагран-
ке, Ш
С
– количество стали в шихте в процентах от веса металлозавалки, Т
В
–
температура подаваемого в газовые горелки на смешение с горючим газом
воздуха, К.
Для выявления математических моделей процесса был применен метод
планирования двухфакторных экспериментов на трех уровнях первого и вто-
рого факторов. Экспериментально было установлено, что на показатель про-
цесса У
мет
сильно влияют факторы Ш
С
, Т
В
, а также величина α , которая
изменялась одновременно с Т
В
в соответствии с приведенной выше зависи-
мостью. Следовательно, фактически проводились трехфакторные экспери-
менты, но благодаря предварительно установленной зависимости α от Т
В
математическую модель можно выявить на основе методики моделирования
при приведении двухфакторных экспериментов. Номера факторов при пла-
нировании приняты следующие: Ш
С
– первый фактор, Т
В
– второй фактор,
влияющий на изменение третьего фактора α. Совместно факторы Т
В
и α оп-
ределяют температурные и физико-химические условия в плавильном агре-
гате.
Для моделирования использованы следующие данные:
Ш
С
в процентах на трех уровнях
А1 = 0; Е1 = 50; В1 = 100;
Т
В
в градусах К на трех уровнях
А2 = 293; Е2 = 583; В2 = 873; 
   МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИМЕНИТЕЛЬНО
              К ГАЗОВЫМ ВАГРАНКАМ

       Примером комплексного подхода к моделированию сложных процес-
сов может служить математическая обработка результатов исследования ва-
граночного процесса при использовании в качестве топлива природного газа,
подаче в газовые горелки воздуха, температура которого изменялась в широ-
ких пределах, и шихте, состоящей из чугуна, близкого по составу к эвтекти-
ческому, а также среднеуглеродистой стали.
       Для достижения высокой температуры получаемого расплавленного
металла в газовой вагранке необходимо сжигать газообразное топливо так,
чтобы достигалась максимальная температура продуктов сгорания в горящих
факелах и в зоне перегрева жидкого металла. Поэтому прежде всего была вы-
явлена на основе экспериментов зависимость величины коэффициента рас-
хода воздуха α от температуры подаваемого на смешение с горючим га-
зом воздуха Тв. Величина α принималась оптимальной, когда при данной
величине Тв достигалась максимальная температура продуктов сгорания. По
методике выявления математической модели процесса при проведении од-
нофакторных экспериментов на большом количестве асимметричных уров-
ней независимых переменных была определена следующая математическая
модель для принятых условий экспериментов:
              α = 1,05 – 0,000172 · ТВ .
       Необходимо было выявить математическую модель, где Умет – потери
(угар) металла в связи с окислением элементов при плавке в газовой вагран-
ке, ШС – количество стали в шихте в процентах от веса металлозавалки, ТВ –
температура подаваемого в газовые горелки на смешение с горючим газом
воздуха, К.
      Для выявления математических моделей процесса был применен метод
планирования двухфакторных экспериментов на трех уровнях первого и вто-
рого факторов. Экспериментально было установлено, что на показатель про-
цесса Умет сильно влияют факторы ШС , ТВ , а также величина α , которая
изменялась одновременно с ТВ в соответствии с приведенной выше зависи-
мостью. Следовательно, фактически проводились трехфакторные экспери-
менты, но благодаря предварительно установленной зависимости α от ТВ
математическую модель можно выявить на основе методики моделирования
при приведении двухфакторных экспериментов. Номера факторов при пла-
нировании приняты следующие: ШС – первый фактор, ТВ – второй фактор,
влияющий на изменение третьего фактора α. Совместно факторы ТВ и α оп-
ределяют температурные и физико-химические условия в плавильном агре-
гате.
      Для моделирования использованы следующие данные:
ШС в процентах на трех уровнях
А1 = 0; Е1 = 50; В1 = 100;
ТВ в градусах К на трех уровнях
А2 = 293; Е2 = 583; В2 = 873;
                                    19

Страницы