Моделирование и контроль длительно протекающих электромагнитных и тепловых процессов в индукционной канальной печи для производства медной катанки
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 со...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Технічна електродинаміка |
|---|---|
| Datum: | 2017 |
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електродинаміки НАН України
2017
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/158932 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Моделирование и контроль длительно протекающих электромагнитных и тепловых процессов в индукционной канальной печи для производства медной катанки / А.А. Щерба, А.Д. Подольцев, И.Н. Кучерявая, В.М. Золотарев, Р.В. Белянин // Технічна електродинаміка. — 2017. — № 4. — С. 55–64. — Бібліогр.: 12 назв. — pос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-158932 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Щерба, А.А. Подольцев, А.Д. Кучерявая, И.Н. Золотарев, В.М. Белянин, Р.В. 2019-09-18T17:03:03Z 2019-09-18T17:03:03Z 2017 Моделирование и контроль длительно протекающих электромагнитных и тепловых процессов в индукционной канальной печи для производства медной катанки / А.А. Щерба, А.Д. Подольцев, И.Н. Кучерявая, В.М. Золотарев, Р.В. Белянин // Технічна електродинаміка. — 2017. — № 4. — С. 55–64. — Бібліогр.: 12 назв. — pос. 1607-7970 DOI: https://doi.org/10.15407/techned2017.04.055 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/158932 621.365.51 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. 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. The paper presents multiphysics modeling of long-term (tens of hours) electromagnetic and thermal processes with different transient times that run in induction channel furnace used in the technology of copper wire rod production. The modeling is based on the coupled nonlinear equivalent electrical and thermal circuits, taking into account such factors as the dependence of the electrical conductivity and heat capacity of heated copper gauge on temperature, the phase transition at heating to a temperature above the melting point, the periodic injection of cold copper cathodes into the molten metal and the continuous casting of copper workpieces. As shown, the dynamic processes of heat- and mass- transfer in the furnace can be modeled by equivalent thermal circuit with nonlinear and commutated capacitances. The method is realized by Matlab/Simulink/SPS tools. The approach of artificial decrease of power supply frequency with simultaneous proportional increase of all inductances in the equivalent electrical circuit is proposed and implemented to reduce the computer time. The attained results of thermal computations give a possibility to define the rational technological conditions and parameters of the installation. ru Інститут електродинаміки НАН України Технічна електродинаміка Електротехнологічні комплекси та системи Моделирование и контроль длительно протекающих электромагнитных и тепловых процессов в индукционной канальной печи для производства медной катанки Моделювання та контроль тривалих електромагнітних і теплових процесів в індукційній канальній печі для виробництва мідної катанки Modeling and control of long-term electromagnetic and thermal processes in induction channel furnace for copper rod production Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Моделирование и контроль длительно протекающих электромагнитных и тепловых процессов в индукционной канальной печи для производства медной катанки |
| spellingShingle |
Моделирование и контроль длительно протекающих электромагнитных и тепловых процессов в индукционной канальной печи для производства медной катанки Щерба, А.А. Подольцев, А.Д. Кучерявая, И.Н. Золотарев, В.М. Белянин, Р.В. Електротехнологічні комплекси та системи |
| title_short |
Моделирование и контроль длительно протекающих электромагнитных и тепловых процессов в индукционной канальной печи для производства медной катанки |
| title_full |
Моделирование и контроль длительно протекающих электромагнитных и тепловых процессов в индукционной канальной печи для производства медной катанки |
| title_fullStr |
Моделирование и контроль длительно протекающих электромагнитных и тепловых процессов в индукционной канальной печи для производства медной катанки |
| title_full_unstemmed |
Моделирование и контроль длительно протекающих электромагнитных и тепловых процессов в индукционной канальной печи для производства медной катанки |
| title_sort |
моделирование и контроль длительно протекающих электромагнитных и тепловых процессов в индукционной канальной печи для производства медной катанки |
| author |
Щерба, А.А. Подольцев, А.Д. Кучерявая, И.Н. Золотарев, В.М. Белянин, Р.В. |
| author_facet |
Щерба, А.А. Подольцев, А.Д. Кучерявая, И.Н. Золотарев, В.М. Белянин, Р.В. |
| topic |
Електротехнологічні комплекси та системи |
| topic_facet |
Електротехнологічні комплекси та системи |
| publishDate |
2017 |
| language |
Russian |
| container_title |
Технічна електродинаміка |
| publisher |
Інститут електродинаміки НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Моделювання та контроль тривалих електромагнітних і теплових процесів в індукційній канальній печі для виробництва мідної катанки Modeling and control of long-term electromagnetic and thermal processes in induction channel furnace for copper rod production |
| description |
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.
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.
The paper presents multiphysics modeling of long-term (tens of hours) electromagnetic and thermal processes with different transient times that run in induction channel furnace used in the technology of copper wire rod production. The modeling is based on the coupled nonlinear equivalent electrical and thermal circuits, taking into account such factors as the dependence of the electrical conductivity and heat capacity of heated copper gauge on temperature, the phase transition at heating to a temperature above the melting point, the periodic injection of cold copper cathodes into the molten metal and the continuous casting of copper workpieces. As shown, the dynamic processes of heat- and mass- transfer in the furnace can be modeled by equivalent thermal circuit with nonlinear and commutated capacitances. The method is realized by Matlab/Simulink/SPS tools. The approach of artificial decrease of power supply frequency with simultaneous proportional increase of all inductances in the equivalent electrical circuit is proposed and implemented to reduce the computer time. The attained results of thermal computations give a possibility to define the rational technological conditions and parameters of the installation.
|
| issn |
1607-7970 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/158932 |
| citation_txt |
Моделирование и контроль длительно протекающих электромагнитных и тепловых процессов в индукционной канальной печи для производства медной катанки / А.А. Щерба, А.Д. Подольцев, И.Н. Кучерявая, В.М. Золотарев, Р.В. Белянин // Технічна електродинаміка. — 2017. — № 4. — С. 55–64. — Бібліогр.: 12 назв. — pос. |
| work_keys_str_mv |
AT ŝerbaaa modelirovanieikontrolʹdlitelʹnoprotekaûŝihélektromagnitnyhiteplovyhprocessovvindukcionnoikanalʹnoipečidlâproizvodstvamednoikatanki AT podolʹcevad modelirovanieikontrolʹdlitelʹnoprotekaûŝihélektromagnitnyhiteplovyhprocessovvindukcionnoikanalʹnoipečidlâproizvodstvamednoikatanki AT kučerâvaâin modelirovanieikontrolʹdlitelʹnoprotekaûŝihélektromagnitnyhiteplovyhprocessovvindukcionnoikanalʹnoipečidlâproizvodstvamednoikatanki AT zolotarevvm modelirovanieikontrolʹdlitelʹnoprotekaûŝihélektromagnitnyhiteplovyhprocessovvindukcionnoikanalʹnoipečidlâproizvodstvamednoikatanki AT belâninrv modelirovanieikontrolʹdlitelʹnoprotekaûŝihélektromagnitnyhiteplovyhprocessovvindukcionnoikanalʹnoipečidlâproizvodstvamednoikatanki AT ŝerbaaa modelûvannâtakontrolʹtrivalihelektromagnítnihíteplovihprocesívvíndukcíiníikanalʹníipečídlâvirobnictvamídnoíkatanki AT podolʹcevad modelûvannâtakontrolʹtrivalihelektromagnítnihíteplovihprocesívvíndukcíiníikanalʹníipečídlâvirobnictvamídnoíkatanki AT kučerâvaâin modelûvannâtakontrolʹtrivalihelektromagnítnihíteplovihprocesívvíndukcíiníikanalʹníipečídlâvirobnictvamídnoíkatanki AT zolotarevvm modelûvannâtakontrolʹtrivalihelektromagnítnihíteplovihprocesívvíndukcíiníikanalʹníipečídlâvirobnictvamídnoíkatanki AT belâninrv modelûvannâtakontrolʹtrivalihelektromagnítnihíteplovihprocesívvíndukcíiníikanalʹníipečídlâvirobnictvamídnoíkatanki AT ŝerbaaa modelingandcontroloflongtermelectromagneticandthermalprocessesininductionchannelfurnaceforcopperrodproduction AT podolʹcevad modelingandcontroloflongtermelectromagneticandthermalprocessesininductionchannelfurnaceforcopperrodproduction AT kučerâvaâin modelingandcontroloflongtermelectromagneticandthermalprocessesininductionchannelfurnaceforcopperrodproduction AT zolotarevvm modelingandcontroloflongtermelectromagneticandthermalprocessesininductionchannelfurnaceforcopperrodproduction AT belâninrv modelingandcontroloflongtermelectromagneticandthermalprocessesininductionchannelfurnaceforcopperrodproduction |
| first_indexed |
2025-11-30T13:02:09Z |
| last_indexed |
2025-11-30T13:02:09Z |
| _version_ |
1850857740585402368 |